rcu: Add grace-period, quiescent-state, and call_rcu trace events
[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 <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/module.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
54 #include "rcutree.h"
55 #include <trace/events/rcu.h>
56
57 #include "rcu.h"
58
59 /* Data structures. */
60
61 static struct lock_class_key rcu_node_class[NUM_RCU_LVLS];
62
63 #define RCU_STATE_INITIALIZER(structname) { \
64         .level = { &structname##_state.node[0] }, \
65         .levelcnt = { \
66                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
67                 NUM_RCU_LVL_1, \
68                 NUM_RCU_LVL_2, \
69                 NUM_RCU_LVL_3, \
70                 NUM_RCU_LVL_4, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
71         }, \
72         .signaled = RCU_GP_IDLE, \
73         .gpnum = -300, \
74         .completed = -300, \
75         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.onofflock), \
76         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.fqslock), \
77         .n_force_qs = 0, \
78         .n_force_qs_ngp = 0, \
79         .name = #structname, \
80 }
81
82 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(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);
86 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
87
88 static struct rcu_state *rcu_state;
89
90 /*
91  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
92  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
93  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
94  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
95  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
96  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
97  * positives from lockdep-RCU error checking.
98  */
99 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
100 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
101
102 /*
103  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
104  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
105  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
106  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
107  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
108  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
109  *
110  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
111  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
112  * a time.
113  */
114 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
115
116 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
117
118 /*
119  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
120  * handle all flavors of RCU.
121  */
122 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
123 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
124 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
125 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
126 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
127
128 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
129
130 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
131 static void invoke_rcu_core(void);
132 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
133
134 #define RCU_KTHREAD_PRIO 1      /* RT priority for per-CPU kthreads. */
135
136 /*
137  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
138  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
139  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
140  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
141  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
142  * These variables enable correlating rcutorture output with the
143  * RCU tracing information.
144  */
145 unsigned long rcutorture_testseq;
146 unsigned long rcutorture_vernum;
147
148 /*
149  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
150  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
151  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
152  */
153 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
154 {
155         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
156 }
157
158 /*
159  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
160  * how many quiescent states passed, just if there was at least
161  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
162  */
163 void rcu_sched_qs(int cpu)
164 {
165         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
166
167         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
168         barrier();
169         if (rdp->passed_quiesc == 0)
170                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
171         rdp->passed_quiesc = 1;
172 }
173
174 void rcu_bh_qs(int cpu)
175 {
176         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
177
178         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
179         barrier();
180         if (rdp->passed_quiesc == 0)
181                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
182         rdp->passed_quiesc = 1;
183 }
184
185 /*
186  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
187  * and requires special handling for preemptible RCU.
188  */
189 void rcu_note_context_switch(int cpu)
190 {
191         trace_rcu_utilization("Start context switch");
192         rcu_sched_qs(cpu);
193         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
194         trace_rcu_utilization("End context switch");
195 }
196 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
197
198 #ifdef CONFIG_NO_HZ
199 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
200         .dynticks_nesting = 1,
201         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
202 };
203 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
204
205 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
206 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
207 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
208
209 module_param(blimit, int, 0);
210 module_param(qhimark, int, 0);
211 module_param(qlowmark, int, 0);
212
213 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
214 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
215
216 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
217 static int rcu_pending(int cpu);
218
219 /*
220  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
221  */
222 long rcu_batches_completed_sched(void)
223 {
224         return rcu_sched_state.completed;
225 }
226 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
227
228 /*
229  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
230  */
231 long rcu_batches_completed_bh(void)
232 {
233         return rcu_bh_state.completed;
234 }
235 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
236
237 /*
238  * Force a quiescent state for RCU BH.
239  */
240 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
241 {
242         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
243 }
244 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
245
246 /*
247  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
248  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
249  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
250  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
251  * store this state in rcutorture itself.
252  */
253 void rcutorture_record_test_transition(void)
254 {
255         rcutorture_testseq++;
256         rcutorture_vernum = 0;
257 }
258 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
259
260 /*
261  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
262  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
263  * messages.
264  */
265 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
266 {
267         rcutorture_vernum++;
268 }
269 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
270
271 /*
272  * Force a quiescent state for RCU-sched.
273  */
274 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
275 {
276         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
277 }
278 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
279
280 /*
281  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
282  */
283 static int
284 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
285 {
286         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
287 }
288
289 /*
290  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
291  */
292 static int
293 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
294 {
295         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
296 }
297
298 /*
299  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
300  */
301 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
302 {
303         return &rsp->node[0];
304 }
305
306 #ifdef CONFIG_SMP
307
308 /*
309  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
310  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
311  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
312  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
313  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
314  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
315  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
316  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
317  * each and every time we start a new grace period.
318  */
319 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
320 {
321         /*
322          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
323          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
324          */
325         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
326                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
327                 rdp->offline_fqs++;
328                 return 1;
329         }
330
331         /* If preemptible RCU, no point in sending reschedule IPI. */
332         if (rdp->preemptible)
333                 return 0;
334
335         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
336         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
337                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
338         else
339                 set_need_resched();
340         rdp->resched_ipi++;
341         return 0;
342 }
343
344 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
345
346 #ifdef CONFIG_NO_HZ
347
348 /**
349  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
350  *
351  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
352  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
353  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
354  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
355  */
356 void rcu_enter_nohz(void)
357 {
358         unsigned long flags;
359         struct rcu_dynticks *rdtp;
360
361         local_irq_save(flags);
362         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
363         if (--rdtp->dynticks_nesting) {
364                 local_irq_restore(flags);
365                 return;
366         }
367         trace_rcu_dyntick("Start");
368         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
369         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
370         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
371         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
372         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
373         local_irq_restore(flags);
374
375         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
376         if (in_irq() &&
377             (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
378              __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist ||
379              rcu_preempt_needs_cpu(smp_processor_id())))
380                 set_need_resched();
381 }
382
383 /*
384  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
385  *
386  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
387  * read-side critical sections normally occur.
388  */
389 void rcu_exit_nohz(void)
390 {
391         unsigned long flags;
392         struct rcu_dynticks *rdtp;
393
394         local_irq_save(flags);
395         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
396         if (rdtp->dynticks_nesting++) {
397                 local_irq_restore(flags);
398                 return;
399         }
400         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
401         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
402         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
403         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
404         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
405         trace_rcu_dyntick("End");
406         local_irq_restore(flags);
407 }
408
409 /**
410  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
411  *
412  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
413  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
414  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
415  */
416 void rcu_nmi_enter(void)
417 {
418         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
419
420         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
421             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
422                 return;
423         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
424         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
425         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
426         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
427         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
428         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
429 }
430
431 /**
432  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
433  *
434  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
435  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
436  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
437  */
438 void rcu_nmi_exit(void)
439 {
440         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
441
442         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
443             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
444                 return;
445         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
446         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
447         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
448         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
449         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
450 }
451
452 /**
453  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
454  *
455  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
456  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
457  */
458 void rcu_irq_enter(void)
459 {
460         rcu_exit_nohz();
461 }
462
463 /**
464  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
465  *
466  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
467  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
468  * with no ticks.
469  */
470 void rcu_irq_exit(void)
471 {
472         rcu_enter_nohz();
473 }
474
475 #ifdef CONFIG_SMP
476
477 /*
478  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
479  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
480  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
481  */
482 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
483 {
484         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
485         return 0;
486 }
487
488 /*
489  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
490  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
491  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
492  * for this same CPU.
493  */
494 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
495 {
496         unsigned long curr;
497         unsigned long snap;
498
499         curr = (unsigned long)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
500         snap = (unsigned long)rdp->dynticks_snap;
501
502         /*
503          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
504          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
505          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
506          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
507          * read-side critical section that started before the beginning
508          * of the current RCU grace period.
509          */
510         if ((curr & 0x1) == 0 || ULONG_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
511                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
512                 rdp->dynticks_fqs++;
513                 return 1;
514         }
515
516         /* Go check for the CPU being offline. */
517         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
518 }
519
520 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
521
522 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
523
524 #ifdef CONFIG_SMP
525
526 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
527 {
528         return 0;
529 }
530
531 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
532 {
533         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
534 }
535
536 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
537
538 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
539
540 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
541
542 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
543 {
544         rsp->gp_start = jiffies;
545         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
546 }
547
548 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
549 {
550         int cpu;
551         long delta;
552         unsigned long flags;
553         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
554
555         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
556
557         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
558         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
559         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
560                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
561                 return;
562         }
563         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
564
565         /*
566          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
567          * due to CPU offlining.
568          */
569         rcu_print_task_stall(rnp);
570         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
571
572         /*
573          * OK, time to rat on our buddy...
574          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
575          * RCU CPU stall warnings.
576          */
577         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks: {",
578                rsp->name);
579         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
580                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
581                 rcu_print_task_stall(rnp);
582                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
583                 if (rnp->qsmask == 0)
584                         continue;
585                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
586                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
587                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
588         }
589         printk("} (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
590                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
591         trigger_all_cpu_backtrace();
592
593         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
594
595         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
596
597         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
598 }
599
600 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
601 {
602         unsigned long flags;
603         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
604
605         /*
606          * OK, time to rat on ourselves...
607          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
608          * RCU CPU stall warnings.
609          */
610         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stall on CPU %d (t=%lu jiffies)\n",
611                rsp->name, smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
612         trigger_all_cpu_backtrace();
613
614         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
615         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
616                 rsp->jiffies_stall =
617                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
618         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
619
620         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
621 }
622
623 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
624 {
625         unsigned long j;
626         unsigned long js;
627         struct rcu_node *rnp;
628
629         if (rcu_cpu_stall_suppress)
630                 return;
631         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
632         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
633         rnp = rdp->mynode;
634         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
635
636                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
637                 print_cpu_stall(rsp);
638
639         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
640                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
641
642                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
643                 print_other_cpu_stall(rsp);
644         }
645 }
646
647 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
648 {
649         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
650         return NOTIFY_DONE;
651 }
652
653 /**
654  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
655  *
656  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
657  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
658  * RCU grace periods.
659  *
660  * The caller must disable hard irqs.
661  */
662 void rcu_cpu_stall_reset(void)
663 {
664         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
665         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
666         rcu_preempt_stall_reset();
667 }
668
669 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
670         .notifier_call = rcu_panic,
671 };
672
673 static void __init check_cpu_stall_init(void)
674 {
675         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
676 }
677
678 /*
679  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
680  * This is used both when we started the grace period and when we notice
681  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
682  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
683  *  and must have irqs disabled.
684  */
685 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
686 {
687         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
688                 /*
689                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
690                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
691                  * go looking for one.
692                  */
693                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
694                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
695                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
696                         rdp->qs_pending = 1;
697                         rdp->passed_quiesc = 0;
698                 } else
699                         rdp->qs_pending = 0;
700         }
701 }
702
703 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
704 {
705         unsigned long flags;
706         struct rcu_node *rnp;
707
708         local_irq_save(flags);
709         rnp = rdp->mynode;
710         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
711             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
712                 local_irq_restore(flags);
713                 return;
714         }
715         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
716         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
717 }
718
719 /*
720  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
721  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
722  * on the CPU corresponding to rdp.
723  */
724 static int
725 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
726 {
727         unsigned long flags;
728         int ret = 0;
729
730         local_irq_save(flags);
731         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
732                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
733                 ret = 1;
734         }
735         local_irq_restore(flags);
736         return ret;
737 }
738
739 /*
740  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
741  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
742  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
743  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
744  */
745 static void
746 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
747 {
748         /* Did another grace period end? */
749         if (rdp->completed != rnp->completed) {
750
751                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
752                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
753                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
754                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
755
756                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
757                 rdp->completed = rnp->completed;
758                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
759
760                 /*
761                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
762                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
763                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
764                  * spurious new grace periods.  If another grace period
765                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
766                  * we will detect this later on.
767                  */
768                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
769                         rdp->gpnum = rdp->completed;
770
771                 /*
772                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
773                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
774                  */
775                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
776                         rdp->qs_pending = 0;
777         }
778 }
779
780 /*
781  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
782  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
783  * belongs.
784  */
785 static void
786 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
787 {
788         unsigned long flags;
789         struct rcu_node *rnp;
790
791         local_irq_save(flags);
792         rnp = rdp->mynode;
793         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
794             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
795                 local_irq_restore(flags);
796                 return;
797         }
798         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
799         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
800 }
801
802 /*
803  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
804  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
805  * this CPU.
806  */
807 static void
808 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
809 {
810         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
811         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
812
813         /*
814          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
815          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
816          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
817          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
818          *
819          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
820          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
821          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
822          * by the next RCU grace period.
823          */
824         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
825         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
826
827         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
828         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
829 }
830
831 /*
832  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
833  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
834  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
835  * be disabled.
836  */
837 static void
838 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
839         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
840 {
841         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
842         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
843
844         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp) || rsp->fqs_active) {
845                 if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
846                         rsp->fqs_need_gp = 1;
847                 if (rnp->completed == rsp->completed) {
848                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
849                         return;
850                 }
851                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
852
853                 /*
854                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
855                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
856                  * of the next grace period to process their callbacks.
857                  */
858                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
859                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
860                         rnp->completed = rsp->completed;
861                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
862                 }
863                 local_irq_restore(flags);
864                 return;
865         }
866
867         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
868         rsp->gpnum++;
869         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
870         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
871         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
872         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
873         record_gp_stall_check_time(rsp);
874
875         /* Special-case the common single-level case. */
876         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
877                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
878                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
879                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
880                 rnp->completed = rsp->completed;
881                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
882                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
883                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
884                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
885                                             rnp->level, rnp->grplo,
886                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
887                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
888                 return;
889         }
890
891         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
892
893
894         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
895         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
896
897         /*
898          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
899          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
900          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
901          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
902          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
903          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
904          * grace period is in progress, at least until the corresponding
905          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
906          * CPU-hotplug operations.
907          *
908          * Note that the grace period cannot complete until we finish
909          * the initialization process, as there will be at least one
910          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
911          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
912          * irqs disabled.
913          */
914         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
915                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
916                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
917                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
918                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
919                 rnp->completed = rsp->completed;
920                 if (rnp == rdp->mynode)
921                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
922                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
923                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
924                                             rnp->level, rnp->grplo,
925                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
926                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
927         }
928
929         rnp = rcu_get_root(rsp);
930         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
931         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
932         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
933         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
934 }
935
936 /*
937  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
938  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
939  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
940  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
941  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
942  */
943 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
944         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
945 {
946         unsigned long gp_duration;
947
948         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
949
950         /*
951          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
952          * is seen before the assignment to rsp->completed.
953          */
954         smp_mb(); /* See above block comment. */
955         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
956         if (gp_duration > rsp->gp_max)
957                 rsp->gp_max = gp_duration;
958         rsp->completed = rsp->gpnum;
959         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
960         rsp->signaled = RCU_GP_IDLE;
961         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
962 }
963
964 /*
965  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
966  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
967  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
968  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
969  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
970  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
971  */
972 static void
973 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
974                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
975         __releases(rnp->lock)
976 {
977         struct rcu_node *rnp_c;
978
979         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
980         for (;;) {
981                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
982
983                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
984                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
985                         return;
986                 }
987                 rnp->qsmask &= ~mask;
988                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
989                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
990                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
991                                                  !!rnp->gp_tasks);
992                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
993
994                         /* Other bits still set at this level, so done. */
995                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
996                         return;
997                 }
998                 mask = rnp->grpmask;
999                 if (rnp->parent == NULL) {
1000
1001                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1002
1003                         break;
1004                 }
1005                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1006                 rnp_c = rnp;
1007                 rnp = rnp->parent;
1008                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1009                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1010         }
1011
1012         /*
1013          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1014          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1015          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1016          */
1017         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1018 }
1019
1020 /*
1021  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1022  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1023  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1024  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1025  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1026  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1027  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1028  */
1029 static void
1030 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
1031 {
1032         unsigned long flags;
1033         unsigned long mask;
1034         struct rcu_node *rnp;
1035
1036         rnp = rdp->mynode;
1037         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1038         if (lastcomp != rnp->completed) {
1039
1040                 /*
1041                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
1042                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
1043                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
1044                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
1045                  * CPU's bit already cleared in rcu_report_qs_rnp() if this
1046                  * race occurred.
1047                  */
1048                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
1049                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1050                 return;
1051         }
1052         mask = rdp->grpmask;
1053         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1054                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1055         } else {
1056                 rdp->qs_pending = 0;
1057
1058                 /*
1059                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1060                  * callbacks can be processed during the next GP.
1061                  */
1062                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1063
1064                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1065         }
1066 }
1067
1068 /*
1069  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1070  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1071  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1072  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1073  */
1074 static void
1075 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1076 {
1077         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1078         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1079                 return;
1080
1081         /*
1082          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1083          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1084          */
1085         if (!rdp->qs_pending)
1086                 return;
1087
1088         /*
1089          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1090          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1091          */
1092         if (!rdp->passed_quiesc)
1093                 return;
1094
1095         /*
1096          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1097          * judge of that).
1098          */
1099         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
1100 }
1101
1102 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1103
1104 /*
1105  * Move a dying CPU's RCU callbacks to online CPU's callback list.
1106  * Synchronization is not required because this function executes
1107  * in stop_machine() context.
1108  */
1109 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1110 {
1111         int i;
1112         /* current DYING CPU is cleared in the cpu_online_mask */
1113         int receive_cpu = cpumask_any(cpu_online_mask);
1114         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1115         struct rcu_data *receive_rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, receive_cpu);
1116
1117         if (rdp->nxtlist == NULL)
1118                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
1119
1120         *receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
1121         receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1122         receive_rdp->qlen += rdp->qlen;
1123         receive_rdp->n_cbs_adopted += rdp->qlen;
1124         rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1125
1126         rdp->nxtlist = NULL;
1127         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1128                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1129         rdp->qlen = 0;
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
1134  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
1135  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1136  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1137  */
1138 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1139 {
1140         unsigned long flags;
1141         unsigned long mask;
1142         int need_report = 0;
1143         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1144         struct rcu_node *rnp;
1145
1146         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1147
1148         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1149         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1150
1151         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1152         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
1153         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1154         do {
1155                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1156                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1157                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1158                         if (rnp != rdp->mynode)
1159                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1160                         else
1161                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1162                                                        rnp->gpnum + 1 -
1163                                                        !!(rnp->qsmask & mask),
1164                                                        "cpuofl");
1165                         break;
1166                 }
1167                 if (rnp == rdp->mynode) {
1168                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1169                                                rnp->gpnum + 1 -
1170                                                !!(rnp->qsmask & mask),
1171                                                "cpuofl");
1172                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1173                 } else
1174                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1175                 mask = rnp->grpmask;
1176                 rnp = rnp->parent;
1177         } while (rnp != NULL);
1178
1179         /*
1180          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1181          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1182          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1183          * held leads to deadlock.
1184          */
1185         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1186         rnp = rdp->mynode;
1187         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1188                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1189         else
1190                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1191         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1192                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp);
1193         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
1198  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
1199  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
1200  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
1201  */
1202 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1203 {
1204         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
1205         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
1206         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
1207 }
1208
1209 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1210
1211 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1212 {
1213 }
1214
1215 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1216 {
1217 }
1218
1219 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1220
1221 /*
1222  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1223  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1224  */
1225 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1226 {
1227         unsigned long flags;
1228         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1229         int bl, count;
1230
1231         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1232         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1233                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, 0, 0);
1234                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0);
1235                 return;
1236         }
1237
1238         /*
1239          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1240          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1241          */
1242         local_irq_save(flags);
1243         bl = rdp->blimit;
1244         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen, bl);
1245         list = rdp->nxtlist;
1246         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1247         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1248         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1249         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1250                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1251                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1252         local_irq_restore(flags);
1253
1254         /* Invoke callbacks. */
1255         count = 0;
1256         while (list) {
1257                 next = list->next;
1258                 prefetch(next);
1259                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1260                 __rcu_reclaim(rsp->name, list);
1261                 list = next;
1262                 if (++count >= bl)
1263                         break;
1264         }
1265
1266         local_irq_save(flags);
1267         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count);
1268
1269         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1270         rdp->qlen -= count;
1271         rdp->n_cbs_invoked += count;
1272         if (list != NULL) {
1273                 *tail = rdp->nxtlist;
1274                 rdp->nxtlist = list;
1275                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1276                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1277                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1278                         else
1279                                 break;
1280         }
1281
1282         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1283         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1284                 rdp->blimit = blimit;
1285
1286         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1287         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1288                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1289                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1290         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1291                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1292
1293         local_irq_restore(flags);
1294
1295         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1296         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1297                 invoke_rcu_core();
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1302  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1303  * Also schedule RCU core processing.
1304  *
1305  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1306  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1307  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1308  */
1309 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1310 {
1311         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1312         if (user ||
1313             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1314              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1315
1316                 /*
1317                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1318                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1319                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1320                  * a quiescent state, so note it.
1321                  *
1322                  * No memory barrier is required here because both
1323                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1324                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1325                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1326                  */
1327
1328                 rcu_sched_qs(cpu);
1329                 rcu_bh_qs(cpu);
1330
1331         } else if (!in_softirq()) {
1332
1333                 /*
1334                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1335                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1336                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1337                  * critical section, so note it.
1338                  */
1339
1340                 rcu_bh_qs(cpu);
1341         }
1342         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1343         if (rcu_pending(cpu))
1344                 invoke_rcu_core();
1345         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1346 }
1347
1348 #ifdef CONFIG_SMP
1349
1350 /*
1351  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1352  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1353  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1354  *
1355  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1356  */
1357 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1358 {
1359         unsigned long bit;
1360         int cpu;
1361         unsigned long flags;
1362         unsigned long mask;
1363         struct rcu_node *rnp;
1364
1365         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1366                 mask = 0;
1367                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1368                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1369                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1370                         return;
1371                 }
1372                 if (rnp->qsmask == 0) {
1373                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1374                         continue;
1375                 }
1376                 cpu = rnp->grplo;
1377                 bit = 1;
1378                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1379                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1380                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1381                                 mask |= bit;
1382                 }
1383                 if (mask != 0) {
1384
1385                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1386                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1387                         continue;
1388                 }
1389                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1390         }
1391         rnp = rcu_get_root(rsp);
1392         if (rnp->qsmask == 0) {
1393                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1394                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1395         }
1396 }
1397
1398 /*
1399  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1400  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1401  */
1402 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1403 {
1404         unsigned long flags;
1405         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1406
1407         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1408         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1409                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1410                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1411         }
1412         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1413                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1414                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1415                 return; /* Someone else is already on the job. */
1416         }
1417         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1418                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1419         rsp->n_force_qs++;
1420         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1421         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1422         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1423                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1424                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1425                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1426         }
1427         rsp->fqs_active = 1;
1428         switch (rsp->signaled) {
1429         case RCU_GP_IDLE:
1430         case RCU_GP_INIT:
1431
1432                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1433
1434         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1435                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1436                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1437
1438                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1439
1440                 /* Record dyntick-idle state. */
1441                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1442                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1443                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1444                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1445                 break;
1446
1447         case RCU_FORCE_QS:
1448
1449                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1450                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1451                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1452
1453                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1454
1455                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1456                 break;
1457         }
1458         rsp->fqs_active = 0;
1459         if (rsp->fqs_need_gp) {
1460                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1461                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1462                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1463                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1464                 return;
1465         }
1466         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1467 unlock_fqs_ret:
1468         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1469         trace_rcu_utilization("End fqs");
1470 }
1471
1472 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1473
1474 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1475 {
1476         set_need_resched();
1477 }
1478
1479 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1480
1481 /*
1482  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1483  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1484  * whom the rdp belongs.
1485  */
1486 static void
1487 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1488 {
1489         unsigned long flags;
1490
1491         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1492
1493         /*
1494          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1495          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1496          */
1497         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1498                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1499
1500         /*
1501          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1502          * period that some other CPU ended.
1503          */
1504         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1505
1506         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1507         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1508
1509         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1510         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1511                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1512                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1513         }
1514
1515         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1516         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1517                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1518 }
1519
1520 /*
1521  * Do RCU core processing for the current CPU.
1522  */
1523 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1524 {
1525         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1526         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1527                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1528         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1529         rcu_preempt_process_callbacks();
1530
1531         /* If we are last CPU on way to dyntick-idle mode, accelerate it. */
1532         rcu_needs_cpu_flush();
1533         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1538  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1539  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1540  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1541  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1542  */
1543 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1544 {
1545         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1546                 return;
1547         if (likely(!rsp->boost)) {
1548                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1549                 return;
1550         }
1551         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1552 }
1553
1554 static void invoke_rcu_core(void)
1555 {
1556         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1557 }
1558
1559 static void
1560 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1561            struct rcu_state *rsp)
1562 {
1563         unsigned long flags;
1564         struct rcu_data *rdp;
1565
1566         debug_rcu_head_queue(head);
1567         head->func = func;
1568         head->next = NULL;
1569
1570         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1571
1572         /*
1573          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1574          * Note that we might see a beginning right after we see an
1575          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1576          * a quiescent state betweentimes.
1577          */
1578         local_irq_save(flags);
1579         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1580
1581         /* Add the callback to our list. */
1582         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1583         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1584         rdp->qlen++;
1585
1586         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1587                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1588                                          rdp->qlen);
1589         else
1590                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen);
1591
1592         /* If interrupts were disabled, don't dive into RCU core. */
1593         if (irqs_disabled_flags(flags)) {
1594                 local_irq_restore(flags);
1595                 return;
1596         }
1597
1598         /*
1599          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1600          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1601          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1602          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1603          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1604          */
1605         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1606
1607                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1608                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1609                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1610
1611                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1612                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1613                         unsigned long nestflag;
1614                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1615
1616                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1617                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1618                 } else {
1619                         /* Give the grace period a kick. */
1620                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1621                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1622                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1623                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1624                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1625                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1626                 }
1627         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1628                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1629         local_irq_restore(flags);
1630 }
1631
1632 /*
1633  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1634  */
1635 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1636 {
1637         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1638 }
1639 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1640
1641 /*
1642  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1643  */
1644 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1645 {
1646         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1647 }
1648 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1649
1650 /**
1651  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1652  *
1653  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1654  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1655  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1656  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1657  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1658  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1659  * rcu_read_lock_sched().
1660  *
1661  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
1662  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
1663  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
1664  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
1665  * handlers can run in process context, and can block.
1666  *
1667  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
1668  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
1669  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
1670  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
1671  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
1672  */
1673 void synchronize_sched(void)
1674 {
1675         if (rcu_blocking_is_gp())
1676                 return;
1677         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
1678 }
1679 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
1680
1681 /**
1682  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
1683  *
1684  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
1685  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
1686  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
1687  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
1688  * and may be nested.
1689  */
1690 void synchronize_rcu_bh(void)
1691 {
1692         if (rcu_blocking_is_gp())
1693                 return;
1694         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
1695 }
1696 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
1697
1698 /*
1699  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1700  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1701  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1702  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1703  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1704  */
1705 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1706 {
1707         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1708
1709         rdp->n_rcu_pending++;
1710
1711         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1712         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1713
1714         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1715         if (rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesc) {
1716
1717                 /*
1718                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
1719                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
1720                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
1721                  */
1722                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1723                 if (!rdp->preemptible &&
1724                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
1725                                  jiffies))
1726                         set_need_resched();
1727         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesc) {
1728                 rdp->n_rp_report_qs++;
1729                 return 1;
1730         }
1731
1732         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1733         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1734                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1735                 return 1;
1736         }
1737
1738         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1739         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1740                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1741                 return 1;
1742         }
1743
1744         /* Has another RCU grace period completed?  */
1745         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1746                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1747                 return 1;
1748         }
1749
1750         /* Has a new RCU grace period started? */
1751         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1752                 rdp->n_rp_gp_started++;
1753                 return 1;
1754         }
1755
1756         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1757         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1758             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
1759                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1760                 return 1;
1761         }
1762
1763         /* nothing to do */
1764         rdp->n_rp_need_nothing++;
1765         return 0;
1766 }
1767
1768 /*
1769  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1770  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1771  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1772  */
1773 static int rcu_pending(int cpu)
1774 {
1775         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1776                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1777                rcu_preempt_pending(cpu);
1778 }
1779
1780 /*
1781  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1782  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1783  * 1 if so.
1784  */
1785 static int rcu_needs_cpu_quick_check(int cpu)
1786 {
1787         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1788         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1789                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1790                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1791 }
1792
1793 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1794 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1795 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1796 static struct completion rcu_barrier_completion;
1797
1798 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1799 {
1800         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1801                 complete(&rcu_barrier_completion);
1802 }
1803
1804 /*
1805  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1806  */
1807 static void rcu_barrier_func(void *type)
1808 {
1809         int cpu = smp_processor_id();
1810         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1811         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1812                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1813
1814         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1815         call_rcu_func = type;
1816         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1817 }
1818
1819 /*
1820  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1821  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1822  */
1823 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1824                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1825                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1826 {
1827         BUG_ON(in_interrupt());
1828         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1829         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1830         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1831         /*
1832          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1833          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1834          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1835          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1836          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1837          * did their increment, causing this function to return too
1838          * early.  Note that on_each_cpu() disables irqs, which prevents
1839          * any CPUs from coming online or going offline until each online
1840          * CPU has queued its RCU-barrier callback.
1841          */
1842         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1843         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1844         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1845                 complete(&rcu_barrier_completion);
1846         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1847         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1848 }
1849
1850 /**
1851  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1852  */
1853 void rcu_barrier_bh(void)
1854 {
1855         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1856 }
1857 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1858
1859 /**
1860  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
1861  */
1862 void rcu_barrier_sched(void)
1863 {
1864         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
1865 }
1866 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
1867
1868 /*
1869  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1870  */
1871 static void __init
1872 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1873 {
1874         unsigned long flags;
1875         int i;
1876         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1877         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1878
1879         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1880         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1881         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1882         rdp->nxtlist = NULL;
1883         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1884                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1885         rdp->qlen = 0;
1886 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1887         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1888 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1889         rdp->cpu = cpu;
1890         rdp->rsp = rsp;
1891         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1896  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1897  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1898  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1899  */
1900 static void __cpuinit
1901 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
1902 {
1903         unsigned long flags;
1904         unsigned long mask;
1905         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1906         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1907
1908         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1909         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1910         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1911         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1912         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1913         rdp->preemptible = preemptible;
1914         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1915         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1916         rdp->blimit = blimit;
1917         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1918
1919         /*
1920          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1921          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1922          */
1923
1924         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1925         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
1926
1927         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1928         rnp = rdp->mynode;
1929         mask = rdp->grpmask;
1930         do {
1931                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1932                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1933                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1934                 mask = rnp->grpmask;
1935                 if (rnp == rdp->mynode) {
1936                         rdp->gpnum = rnp->completed; /* if GP in progress... */
1937                         rdp->completed = rnp->completed;
1938                         rdp->passed_quiesc_completed = rnp->completed - 1;
1939                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
1940                 }
1941                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1942                 rnp = rnp->parent;
1943         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1944
1945         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1946 }
1947
1948 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
1949 {
1950         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1951         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1952         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1953 }
1954
1955 /*
1956  * Handle CPU online/offline notification events.
1957  */
1958 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1959                                     unsigned long action, void *hcpu)
1960 {
1961         long cpu = (long)hcpu;
1962         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
1963         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1964
1965         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
1966         switch (action) {
1967         case CPU_UP_PREPARE:
1968         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1969                 rcu_prepare_cpu(cpu);
1970                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
1971                 break;
1972         case CPU_ONLINE:
1973         case CPU_DOWN_FAILED:
1974                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1975                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
1976                 break;
1977         case CPU_DOWN_PREPARE:
1978                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
1979                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
1980                 break;
1981         case CPU_DYING:
1982         case CPU_DYING_FROZEN:
1983                 /*
1984                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
1985                  * touch any data without introducing corruption. We send the
1986                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
1987                  */
1988                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_bh_state);
1989                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_sched_state);
1990                 rcu_preempt_send_cbs_to_online();
1991                 break;
1992         case CPU_DEAD:
1993         case CPU_DEAD_FROZEN:
1994         case CPU_UP_CANCELED:
1995         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1996                 rcu_offline_cpu(cpu);
1997                 break;
1998         default:
1999                 break;
2000         }
2001         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2002         return NOTIFY_OK;
2003 }
2004
2005 /*
2006  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2007  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2008  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2009  * task is booting the system).  After this function is called, the
2010  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2011  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2012  */
2013 void rcu_scheduler_starting(void)
2014 {
2015         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2016         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2017         rcu_scheduler_active = 1;
2018 }
2019
2020 /*
2021  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2022  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2023  */
2024 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2025 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2026 {
2027         int i;
2028
2029         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i > 0; i--)
2030                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2031         rsp->levelspread[0] = RCU_FANOUT_LEAF;
2032 }
2033 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2034 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2035 {
2036         int ccur;
2037         int cprv;
2038         int i;
2039
2040         cprv = NR_CPUS;
2041         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2042                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2043                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2044                 cprv = ccur;
2045         }
2046 }
2047 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2048
2049 /*
2050  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2051  */
2052 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2053                 struct rcu_data __percpu *rda)
2054 {
2055         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2056                                "rcu_node_level_1",
2057                                "rcu_node_level_2",
2058                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2059         int cpustride = 1;
2060         int i;
2061         int j;
2062         struct rcu_node *rnp;
2063
2064         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2065
2066         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2067
2068         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
2069                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2070         rcu_init_levelspread(rsp);
2071
2072         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2073
2074         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2075                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2076                 rnp = rsp->level[i];
2077                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2078                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2079                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2080                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2081                         rnp->gpnum = 0;
2082                         rnp->qsmask = 0;
2083                         rnp->qsmaskinit = 0;
2084                         rnp->grplo = j * cpustride;
2085                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2086                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2087                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2088                         if (i == 0) {
2089                                 rnp->grpnum = 0;
2090                                 rnp->grpmask = 0;
2091                                 rnp->parent = NULL;
2092                         } else {
2093                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2094                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2095                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2096                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2097                         }
2098                         rnp->level = i;
2099                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2100                 }
2101         }
2102
2103         rsp->rda = rda;
2104         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
2105         for_each_possible_cpu(i) {
2106                 while (i > rnp->grphi)
2107                         rnp++;
2108                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2109                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2110         }
2111 }
2112
2113 void __init rcu_init(void)
2114 {
2115         int cpu;
2116
2117         rcu_bootup_announce();
2118         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2119         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2120         __rcu_init_preempt();
2121          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2122
2123         /*
2124          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2125          * this is called early in boot, before either interrupts
2126          * or the scheduler are operational.
2127          */
2128         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2129         for_each_online_cpu(cpu)
2130                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2131         check_cpu_stall_init();
2132 }
2133
2134 #include "rcutree_plugin.h"