2b2e1a996a65ceea8d9b38f152cf783b9c271a1e
[linux-3.10.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53
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         .fqs_state = 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 /*
135  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
136  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
137  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
138  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
139  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
140  * These variables enable correlating rcutorture output with the
141  * RCU tracing information.
142  */
143 unsigned long rcutorture_testseq;
144 unsigned long rcutorture_vernum;
145
146 /*
147  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
148  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
149  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
150  */
151 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
152 {
153         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
154 }
155
156 /*
157  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
158  * how many quiescent states passed, just if there was at least
159  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
160  * The caller must have disabled preemption.
161  */
162 void rcu_sched_qs(int cpu)
163 {
164         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
165
166         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
167         barrier();
168         if (rdp->passed_quiesce == 0)
169                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
170         rdp->passed_quiesce = 1;
171 }
172
173 void rcu_bh_qs(int cpu)
174 {
175         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
176
177         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
178         barrier();
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 /*
185  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
186  * and requires special handling for preemptible RCU.
187  * The caller must have disabled preemption.
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 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
199         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_NESTING,
200         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
201 };
202
203 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
204 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
205 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
206
207 module_param(blimit, int, 0);
208 module_param(qhimark, int, 0);
209 module_param(qlowmark, int, 0);
210
211 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
212 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
213
214 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
215 static int rcu_pending(int cpu);
216
217 /*
218  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
219  */
220 long rcu_batches_completed_sched(void)
221 {
222         return rcu_sched_state.completed;
223 }
224 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
225
226 /*
227  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
228  */
229 long rcu_batches_completed_bh(void)
230 {
231         return rcu_bh_state.completed;
232 }
233 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
234
235 /*
236  * Force a quiescent state for RCU BH.
237  */
238 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
239 {
240         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
241 }
242 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
243
244 /*
245  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
246  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
247  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
248  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
249  * store this state in rcutorture itself.
250  */
251 void rcutorture_record_test_transition(void)
252 {
253         rcutorture_testseq++;
254         rcutorture_vernum = 0;
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
257
258 /*
259  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
260  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
261  * messages.
262  */
263 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
264 {
265         rcutorture_vernum++;
266 }
267 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
268
269 /*
270  * Force a quiescent state for RCU-sched.
271  */
272 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
273 {
274         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
277
278 /*
279  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
280  */
281 static int
282 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
283 {
284         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
285 }
286
287 /*
288  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
289  */
290 static int
291 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
292 {
293         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
294 }
295
296 /*
297  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
298  */
299 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
300 {
301         return &rsp->node[0];
302 }
303
304 #ifdef CONFIG_SMP
305
306 /*
307  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
308  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
309  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
310  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
311  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
312  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
313  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
314  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
315  * each and every time we start a new grace period.
316  */
317 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
318 {
319         /*
320          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
321          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
322          */
323         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
324                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
325                 rdp->offline_fqs++;
326                 return 1;
327         }
328
329         /*
330          * The CPU is online, so send it a reschedule IPI.  This forces
331          * it through the scheduler, and (inefficiently) also handles cases
332          * where idle loops fail to inform RCU about the CPU being idle.
333          */
334         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
335                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
336         else
337                 set_need_resched();
338         rdp->resched_ipi++;
339         return 0;
340 }
341
342 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
343
344 /*
345  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
346  *
347  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
348  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
349  * The caller must have disabled interrupts.
350  */
351 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
352 {
353         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
354         if (!is_idle_task(current)) {
355                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
356
357                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
358                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
359                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
360                           current->pid, current->comm,
361                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
362         }
363         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
364         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
365         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
366         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
367         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
368         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
369 }
370
371 /**
372  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
373  *
374  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
375  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
376  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
377  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
378  *
379  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
380  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
381  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
382  */
383 void rcu_idle_enter(void)
384 {
385         unsigned long flags;
386         long long oldval;
387         struct rcu_dynticks *rdtp;
388
389         local_irq_save(flags);
390         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
391         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
392         rdtp->dynticks_nesting = 0;
393         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
394         local_irq_restore(flags);
395 }
396
397 /**
398  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
399  *
400  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
401  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
402  * sections can occur.
403  *
404  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
405  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
406  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
407  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
408  *
409  * Use things like work queues to work around this limitation.
410  *
411  * You have been warned.
412  */
413 void rcu_irq_exit(void)
414 {
415         unsigned long flags;
416         long long oldval;
417         struct rcu_dynticks *rdtp;
418
419         local_irq_save(flags);
420         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
421         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
422         rdtp->dynticks_nesting--;
423         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
424         if (rdtp->dynticks_nesting)
425                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
426         else
427                 rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
428         local_irq_restore(flags);
429 }
430
431 /*
432  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
433  *
434  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
435  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
436  * The caller must have disabled interrupts.
437  */
438 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
439 {
440         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
441         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
442         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
443         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
444         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
445         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
446         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
447         if (!is_idle_task(current)) {
448                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
449
450                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
451                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
452                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
453                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
454                           current->pid, current->comm,
455                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
456         }
457 }
458
459 /**
460  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
461  *
462  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
463  * read-side critical sections can occur.
464  *
465  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NESTING to
466  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
467  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
468  * now starting.
469  */
470 void rcu_idle_exit(void)
471 {
472         unsigned long flags;
473         struct rcu_dynticks *rdtp;
474         long long oldval;
475
476         local_irq_save(flags);
477         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
478         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
479         WARN_ON_ONCE(oldval != 0);
480         rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_NESTING;
481         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
482         local_irq_restore(flags);
483 }
484
485 /**
486  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
487  *
488  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
489  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
490  * sections can occur.
491  *
492  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
493  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
494  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
495  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
496  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
497  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
498  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
499  *
500  * Use things like work queues to work around this limitation.
501  *
502  * You have been warned.
503  */
504 void rcu_irq_enter(void)
505 {
506         unsigned long flags;
507         struct rcu_dynticks *rdtp;
508         long long oldval;
509
510         local_irq_save(flags);
511         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
512         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
513         rdtp->dynticks_nesting++;
514         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
515         if (oldval)
516                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
517         else
518                 rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
519         local_irq_restore(flags);
520 }
521
522 /**
523  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
524  *
525  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
526  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
527  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
528  */
529 void rcu_nmi_enter(void)
530 {
531         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
532
533         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
534             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
535                 return;
536         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
537         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
538         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
539         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
540         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
541         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
542 }
543
544 /**
545  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
546  *
547  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
548  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
549  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
550  */
551 void rcu_nmi_exit(void)
552 {
553         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
554
555         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
556             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
557                 return;
558         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
559         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
560         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
561         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
562         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
563 }
564
565 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
566
567 /**
568  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
569  *
570  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
571  * or NMI handler, return true.
572  */
573 int rcu_is_cpu_idle(void)
574 {
575         int ret;
576
577         preempt_disable();
578         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
579         preempt_enable();
580         return ret;
581 }
582 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
583
584 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
585
586 /**
587  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
588  *
589  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
590  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
591  * disabled preemption.
592  */
593 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
594 {
595         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
596 }
597
598 #ifdef CONFIG_SMP
599
600 /*
601  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
602  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
603  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
604  */
605 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
606 {
607         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
608         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
609 }
610
611 /*
612  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
613  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
614  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
615  * for this same CPU.
616  */
617 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
618 {
619         unsigned int curr;
620         unsigned int snap;
621
622         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
623         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
624
625         /*
626          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
627          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
628          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
629          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
630          * read-side critical section that started before the beginning
631          * of the current RCU grace period.
632          */
633         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
634                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
635                 rdp->dynticks_fqs++;
636                 return 1;
637         }
638
639         /* Go check for the CPU being offline. */
640         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
641 }
642
643 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
644
645 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
646 {
647         rsp->gp_start = jiffies;
648         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
649 }
650
651 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
652 {
653         int cpu;
654         long delta;
655         unsigned long flags;
656         int ndetected;
657         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
658
659         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
660
661         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
662         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
663         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
664                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
665                 return;
666         }
667         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
668
669         /*
670          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
671          * due to CPU offlining.
672          */
673         ndetected = rcu_print_task_stall(rnp);
674         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
675
676         /*
677          * OK, time to rat on our buddy...
678          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
679          * RCU CPU stall warnings.
680          */
681         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks: {",
682                rsp->name);
683         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
684                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
685                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
686                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
687                 if (rnp->qsmask == 0)
688                         continue;
689                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
690                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
691                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
692                                 ndetected++;
693                         }
694         }
695         printk("} (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
696                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
697         if (ndetected == 0)
698                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
699         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
700                 dump_stack();
701
702         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
703
704         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
705
706         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
707 }
708
709 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
710 {
711         unsigned long flags;
712         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
713
714         /*
715          * OK, time to rat on ourselves...
716          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
717          * RCU CPU stall warnings.
718          */
719         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stall on CPU %d (t=%lu jiffies)\n",
720                rsp->name, smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
721         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
722                 dump_stack();
723
724         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
725         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
726                 rsp->jiffies_stall =
727                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
728         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
729
730         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
731 }
732
733 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
734 {
735         unsigned long j;
736         unsigned long js;
737         struct rcu_node *rnp;
738
739         if (rcu_cpu_stall_suppress)
740                 return;
741         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
742         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
743         rnp = rdp->mynode;
744         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
745
746                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
747                 print_cpu_stall(rsp);
748
749         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
750                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
751
752                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
753                 print_other_cpu_stall(rsp);
754         }
755 }
756
757 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
758 {
759         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
760         return NOTIFY_DONE;
761 }
762
763 /**
764  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
765  *
766  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
767  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
768  * RCU grace periods.
769  *
770  * The caller must disable hard irqs.
771  */
772 void rcu_cpu_stall_reset(void)
773 {
774         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
775         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
776         rcu_preempt_stall_reset();
777 }
778
779 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
780         .notifier_call = rcu_panic,
781 };
782
783 static void __init check_cpu_stall_init(void)
784 {
785         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
786 }
787
788 /*
789  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
790  * This is used both when we started the grace period and when we notice
791  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
792  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
793  *  and must have irqs disabled.
794  */
795 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
796 {
797         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
798                 /*
799                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
800                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
801                  * go looking for one.
802                  */
803                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
804                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
805                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
806                         rdp->qs_pending = 1;
807                         rdp->passed_quiesce = 0;
808                 } else
809                         rdp->qs_pending = 0;
810         }
811 }
812
813 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
814 {
815         unsigned long flags;
816         struct rcu_node *rnp;
817
818         local_irq_save(flags);
819         rnp = rdp->mynode;
820         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
821             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
822                 local_irq_restore(flags);
823                 return;
824         }
825         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
826         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
827 }
828
829 /*
830  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
831  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
832  * on the CPU corresponding to rdp.
833  */
834 static int
835 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
836 {
837         unsigned long flags;
838         int ret = 0;
839
840         local_irq_save(flags);
841         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
842                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
843                 ret = 1;
844         }
845         local_irq_restore(flags);
846         return ret;
847 }
848
849 /*
850  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
851  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
852  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
853  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
854  */
855 static void
856 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
857 {
858         /* Did another grace period end? */
859         if (rdp->completed != rnp->completed) {
860
861                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
862                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
863                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
864                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
865
866                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
867                 rdp->completed = rnp->completed;
868                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
869
870                 /*
871                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
872                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
873                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
874                  * spurious new grace periods.  If another grace period
875                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
876                  * we will detect this later on.
877                  */
878                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
879                         rdp->gpnum = rdp->completed;
880
881                 /*
882                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
883                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
884                  */
885                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
886                         rdp->qs_pending = 0;
887         }
888 }
889
890 /*
891  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
892  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
893  * belongs.
894  */
895 static void
896 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
897 {
898         unsigned long flags;
899         struct rcu_node *rnp;
900
901         local_irq_save(flags);
902         rnp = rdp->mynode;
903         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
904             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
905                 local_irq_restore(flags);
906                 return;
907         }
908         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
909         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
910 }
911
912 /*
913  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
914  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
915  * this CPU.
916  */
917 static void
918 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
919 {
920         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
921         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
922
923         /*
924          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
925          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
926          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
927          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
928          *
929          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
930          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
931          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
932          * by the next RCU grace period.
933          */
934         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
935         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
936
937         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
938         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
939 }
940
941 /*
942  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
943  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
944  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
945  * be disabled.
946  */
947 static void
948 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
949         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
950 {
951         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
952         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
953
954         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
955             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
956                 /*
957                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
958                  * non-idle task or this CPU does not need another
959                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
960                  * period.
961                  */
962                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
963                 return;
964         }
965
966         if (rsp->fqs_active) {
967                 /*
968                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
969                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
970                  */
971                 rsp->fqs_need_gp = 1;
972                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
973                 return;
974         }
975
976         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
977         rsp->gpnum++;
978         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
979         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
980         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
981         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
982         record_gp_stall_check_time(rsp);
983
984         /* Special-case the common single-level case. */
985         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
986                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
987                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
988                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
989                 rnp->completed = rsp->completed;
990                 rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK */
991                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
992                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
993                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
994                                             rnp->level, rnp->grplo,
995                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
996                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
997                 return;
998         }
999
1000         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
1001
1002
1003         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1004         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
1005
1006         /*
1007          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1008          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1009          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
1010          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
1011          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
1012          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
1013          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1014          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1015          * CPU-hotplug operations.
1016          *
1017          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1018          * the initialization process, as there will be at least one
1019          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1020          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1021          * irqs disabled.
1022          */
1023         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1024                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1025                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1026                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1027                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1028                 rnp->completed = rsp->completed;
1029                 if (rnp == rdp->mynode)
1030                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1031                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1032                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1033                                             rnp->level, rnp->grplo,
1034                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1035                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1036         }
1037
1038         rnp = rcu_get_root(rsp);
1039         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1040         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1041         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1042         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1047  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1048  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1049  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1050  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1051  */
1052 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1053         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1054 {
1055         unsigned long gp_duration;
1056         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1057         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1058
1059         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1060
1061         /*
1062          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1063          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1064          */
1065         smp_mb(); /* See above block comment. */
1066         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1067         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1068                 rsp->gp_max = gp_duration;
1069
1070         /*
1071          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1072          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1073          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1074          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1075          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1076          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1077          *
1078          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1079          * care of this while initializing the next grace period.
1080          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1081          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1082          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1083          * completed.
1084          */
1085         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1086                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1087
1088                 /*
1089                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1090                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1091                  * of the next grace period to process their callbacks.
1092                  */
1093                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1094                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1095                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1096                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1097                 }
1098                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1099                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1100         }
1101
1102         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1103         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1104         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1105         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1106 }
1107
1108 /*
1109  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1110  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1111  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1112  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1113  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1114  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1115  */
1116 static void
1117 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1118                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1119         __releases(rnp->lock)
1120 {
1121         struct rcu_node *rnp_c;
1122
1123         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1124         for (;;) {
1125                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1126
1127                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1128                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1129                         return;
1130                 }
1131                 rnp->qsmask &= ~mask;
1132                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1133                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1134                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1135                                                  !!rnp->gp_tasks);
1136                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1137
1138                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1139                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1140                         return;
1141                 }
1142                 mask = rnp->grpmask;
1143                 if (rnp->parent == NULL) {
1144
1145                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1146
1147                         break;
1148                 }
1149                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1150                 rnp_c = rnp;
1151                 rnp = rnp->parent;
1152                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1153                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1154         }
1155
1156         /*
1157          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1158          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1159          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1160          */
1161         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1162 }
1163
1164 /*
1165  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1166  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1167  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1168  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1169  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1170  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1171  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1172  */
1173 static void
1174 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1175 {
1176         unsigned long flags;
1177         unsigned long mask;
1178         struct rcu_node *rnp;
1179
1180         rnp = rdp->mynode;
1181         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1182         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1183
1184                 /*
1185                  * The grace period in which this quiescent state was
1186                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1187                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1188                  * within the current grace period.
1189                  */
1190                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1191                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1192                 return;
1193         }
1194         mask = rdp->grpmask;
1195         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1196                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1197         } else {
1198                 rdp->qs_pending = 0;
1199
1200                 /*
1201                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1202                  * callbacks can be processed during the next GP.
1203                  */
1204                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1205
1206                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1207         }
1208 }
1209
1210 /*
1211  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1212  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1213  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1214  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1215  */
1216 static void
1217 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1218 {
1219         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1220         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1221                 return;
1222
1223         /*
1224          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1225          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1226          */
1227         if (!rdp->qs_pending)
1228                 return;
1229
1230         /*
1231          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1232          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1233          */
1234         if (!rdp->passed_quiesce)
1235                 return;
1236
1237         /*
1238          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1239          * judge of that).
1240          */
1241         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1242 }
1243
1244 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1245
1246 /*
1247  * Move a dying CPU's RCU callbacks to online CPU's callback list.
1248  * Synchronization is not required because this function executes
1249  * in stop_machine() context.
1250  */
1251 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1252 {
1253         int i;
1254         /* current DYING CPU is cleared in the cpu_online_mask */
1255         int receive_cpu = cpumask_any(cpu_online_mask);
1256         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1257         struct rcu_data *receive_rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, receive_cpu);
1258
1259         if (rdp->nxtlist == NULL)
1260                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
1261
1262         *receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
1263         receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1264         receive_rdp->qlen += rdp->qlen;
1265         receive_rdp->n_cbs_adopted += rdp->qlen;
1266         rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1267
1268         rdp->nxtlist = NULL;
1269         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1270                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1271         rdp->qlen = 0;
1272 }
1273
1274 /*
1275  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
1276  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
1277  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1278  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1279  */
1280 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1281 {
1282         unsigned long flags;
1283         unsigned long mask;
1284         int need_report = 0;
1285         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1286         struct rcu_node *rnp;
1287
1288         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1289
1290         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1291         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1292
1293         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1294         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
1295         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1296         do {
1297                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1298                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1299                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1300                         if (rnp != rdp->mynode)
1301                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1302                         else
1303                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1304                                                        rnp->gpnum + 1 -
1305                                                        !!(rnp->qsmask & mask),
1306                                                        "cpuofl");
1307                         break;
1308                 }
1309                 if (rnp == rdp->mynode) {
1310                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1311                                                rnp->gpnum + 1 -
1312                                                !!(rnp->qsmask & mask),
1313                                                "cpuofl");
1314                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1315                 } else
1316                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1317                 mask = rnp->grpmask;
1318                 rnp = rnp->parent;
1319         } while (rnp != NULL);
1320
1321         /*
1322          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1323          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1324          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1325          * held leads to deadlock.
1326          */
1327         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1328         rnp = rdp->mynode;
1329         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1330                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1331         else
1332                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1333         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1334                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1335         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
1340  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
1341  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
1342  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
1343  */
1344 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1345 {
1346         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
1347         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
1348         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
1349 }
1350
1351 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1352
1353 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1354 {
1355 }
1356
1357 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1358 {
1359 }
1360
1361 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1362
1363 /*
1364  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1365  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1366  */
1367 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1368 {
1369         unsigned long flags;
1370         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1371         int bl, count;
1372
1373         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1374         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1375                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, 0, 0);
1376                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0);
1377                 return;
1378         }
1379
1380         /*
1381          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1382          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1383          */
1384         local_irq_save(flags);
1385         bl = rdp->blimit;
1386         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen, bl);
1387         list = rdp->nxtlist;
1388         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1389         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1390         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1391         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1392                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1393                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1394         local_irq_restore(flags);
1395
1396         /* Invoke callbacks. */
1397         count = 0;
1398         while (list) {
1399                 next = list->next;
1400                 prefetch(next);
1401                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1402                 __rcu_reclaim(rsp->name, list);
1403                 list = next;
1404                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1405                 if (++count >= bl &&
1406                     (need_resched() ||
1407                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1408                         break;
1409         }
1410
1411         local_irq_save(flags);
1412         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count);
1413
1414         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1415         rdp->qlen -= count;
1416         rdp->n_cbs_invoked += count;
1417         if (list != NULL) {
1418                 *tail = rdp->nxtlist;
1419                 rdp->nxtlist = list;
1420                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1421                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1422                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1423                         else
1424                                 break;
1425         }
1426
1427         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1428         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1429                 rdp->blimit = blimit;
1430
1431         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1432         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1433                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1434                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1435         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1436                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1437
1438         local_irq_restore(flags);
1439
1440         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1441         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1442                 invoke_rcu_core();
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1447  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1448  * Also schedule RCU core processing.
1449  *
1450  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1451  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1452  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1453  */
1454 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1455 {
1456         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1457         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1458
1459                 /*
1460                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1461                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1462                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1463                  * a quiescent state, so note it.
1464                  *
1465                  * No memory barrier is required here because both
1466                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1467                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1468                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1469                  */
1470
1471                 rcu_sched_qs(cpu);
1472                 rcu_bh_qs(cpu);
1473
1474         } else if (!in_softirq()) {
1475
1476                 /*
1477                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1478                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1479                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1480                  * critical section, so note it.
1481                  */
1482
1483                 rcu_bh_qs(cpu);
1484         }
1485         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1486         if (rcu_pending(cpu))
1487                 invoke_rcu_core();
1488         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1489 }
1490
1491 #ifdef CONFIG_SMP
1492
1493 /*
1494  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1495  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1496  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1497  *
1498  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1499  */
1500 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1501 {
1502         unsigned long bit;
1503         int cpu;
1504         unsigned long flags;
1505         unsigned long mask;
1506         struct rcu_node *rnp;
1507
1508         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1509                 mask = 0;
1510                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1511                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1512                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1513                         return;
1514                 }
1515                 if (rnp->qsmask == 0) {
1516                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1517                         continue;
1518                 }
1519                 cpu = rnp->grplo;
1520                 bit = 1;
1521                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1522                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1523                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1524                                 mask |= bit;
1525                 }
1526                 if (mask != 0) {
1527
1528                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1529                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1530                         continue;
1531                 }
1532                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1533         }
1534         rnp = rcu_get_root(rsp);
1535         if (rnp->qsmask == 0) {
1536                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1537                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1538         }
1539 }
1540
1541 /*
1542  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1543  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1544  */
1545 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1546 {
1547         unsigned long flags;
1548         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1549
1550         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1551         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1552                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1553                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1554         }
1555         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1556                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1557                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1558                 return; /* Someone else is already on the job. */
1559         }
1560         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1561                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1562         rsp->n_force_qs++;
1563         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1564         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1565         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1566                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1567                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1568                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1569         }
1570         rsp->fqs_active = 1;
1571         switch (rsp->fqs_state) {
1572         case RCU_GP_IDLE:
1573         case RCU_GP_INIT:
1574
1575                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1576
1577         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1578                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1579                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1580
1581                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1582
1583                 /* Record dyntick-idle state. */
1584                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1585                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1586                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1587                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1588                 break;
1589
1590         case RCU_FORCE_QS:
1591
1592                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1593                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1594                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1595
1596                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1597
1598                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1599                 break;
1600         }
1601         rsp->fqs_active = 0;
1602         if (rsp->fqs_need_gp) {
1603                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1604                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1605                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1606                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1607                 return;
1608         }
1609         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1610 unlock_fqs_ret:
1611         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1612         trace_rcu_utilization("End fqs");
1613 }
1614
1615 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1616
1617 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1618 {
1619         set_need_resched();
1620 }
1621
1622 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1623
1624 /*
1625  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1626  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1627  * whom the rdp belongs.
1628  */
1629 static void
1630 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1631 {
1632         unsigned long flags;
1633
1634         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1635
1636         /*
1637          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1638          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1639          */
1640         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1641                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1642
1643         /*
1644          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1645          * period that some other CPU ended.
1646          */
1647         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1648
1649         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1650         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1651
1652         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1653         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1654                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1655                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1656         }
1657
1658         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1659         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1660                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1661 }
1662
1663 /*
1664  * Do RCU core processing for the current CPU.
1665  */
1666 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1667 {
1668         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1669         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1670                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1671         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1672         rcu_preempt_process_callbacks();
1673         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1674 }
1675
1676 /*
1677  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1678  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1679  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1680  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1681  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1682  */
1683 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1684 {
1685         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1686                 return;
1687         if (likely(!rsp->boost)) {
1688                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1689                 return;
1690         }
1691         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1692 }
1693
1694 static void invoke_rcu_core(void)
1695 {
1696         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1697 }
1698
1699 static void
1700 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1701            struct rcu_state *rsp)
1702 {
1703         unsigned long flags;
1704         struct rcu_data *rdp;
1705
1706         debug_rcu_head_queue(head);
1707         head->func = func;
1708         head->next = NULL;
1709
1710         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1711
1712         /*
1713          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1714          * Note that we might see a beginning right after we see an
1715          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1716          * a quiescent state betweentimes.
1717          */
1718         local_irq_save(flags);
1719         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1720
1721         /* Add the callback to our list. */
1722         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1723         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1724         rdp->qlen++;
1725
1726         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1727                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1728                                          rdp->qlen);
1729         else
1730                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen);
1731
1732         /* If interrupts were disabled, don't dive into RCU core. */
1733         if (irqs_disabled_flags(flags)) {
1734                 local_irq_restore(flags);
1735                 return;
1736         }
1737
1738         /*
1739          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1740          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1741          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1742          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1743          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1744          */
1745         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1746
1747                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1748                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1749                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1750
1751                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1752                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1753                         unsigned long nestflag;
1754                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1755
1756                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1757                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1758                 } else {
1759                         /* Give the grace period a kick. */
1760                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1761                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1762                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1763                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1764                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1765                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1766                 }
1767         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1768                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1769         local_irq_restore(flags);
1770 }
1771
1772 /*
1773  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1774  */
1775 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1776 {
1777         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1778 }
1779 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1780
1781 /*
1782  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1783  */
1784 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1785 {
1786         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1787 }
1788 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1789
1790 /**
1791  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1792  *
1793  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1794  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1795  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1796  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1797  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1798  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1799  * rcu_read_lock_sched().
1800  *
1801  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
1802  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
1803  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
1804  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
1805  * handlers can run in process context, and can block.
1806  *
1807  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
1808  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
1809  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
1810  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
1811  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
1812  */
1813 void synchronize_sched(void)
1814 {
1815         if (rcu_blocking_is_gp())
1816                 return;
1817         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
1818 }
1819 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
1820
1821 /**
1822  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
1823  *
1824  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
1825  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
1826  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
1827  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
1828  * and may be nested.
1829  */
1830 void synchronize_rcu_bh(void)
1831 {
1832         if (rcu_blocking_is_gp())
1833                 return;
1834         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
1835 }
1836 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
1837
1838 /*
1839  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1840  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1841  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1842  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1843  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1844  */
1845 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1846 {
1847         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1848
1849         rdp->n_rcu_pending++;
1850
1851         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1852         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1853
1854         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1855         if (rcu_scheduler_fully_active &&
1856             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
1857
1858                 /*
1859                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
1860                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
1861                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
1862                  */
1863                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1864                 if (!rdp->preemptible &&
1865                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
1866                                  jiffies))
1867                         set_need_resched();
1868         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
1869                 rdp->n_rp_report_qs++;
1870                 return 1;
1871         }
1872
1873         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1874         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1875                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1876                 return 1;
1877         }
1878
1879         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1880         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1881                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1882                 return 1;
1883         }
1884
1885         /* Has another RCU grace period completed?  */
1886         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1887                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1888                 return 1;
1889         }
1890
1891         /* Has a new RCU grace period started? */
1892         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1893                 rdp->n_rp_gp_started++;
1894                 return 1;
1895         }
1896
1897         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1898         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1899             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
1900                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1901                 return 1;
1902         }
1903
1904         /* nothing to do */
1905         rdp->n_rp_need_nothing++;
1906         return 0;
1907 }
1908
1909 /*
1910  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1911  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1912  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1913  */
1914 static int rcu_pending(int cpu)
1915 {
1916         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1917                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1918                rcu_preempt_pending(cpu);
1919 }
1920
1921 /*
1922  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1923  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1924  * 1 if so.
1925  */
1926 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
1927 {
1928         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1929         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1930                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1931                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1932 }
1933
1934 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1935 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1936 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1937 static struct completion rcu_barrier_completion;
1938
1939 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1940 {
1941         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1942                 complete(&rcu_barrier_completion);
1943 }
1944
1945 /*
1946  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1947  */
1948 static void rcu_barrier_func(void *type)
1949 {
1950         int cpu = smp_processor_id();
1951         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1952         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1953                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1954
1955         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1956         call_rcu_func = type;
1957         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1962  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1963  */
1964 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1965                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1966                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1967 {
1968         BUG_ON(in_interrupt());
1969         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1970         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1971         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1972         /*
1973          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1974          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1975          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1976          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1977          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1978          * did their increment, causing this function to return too
1979          * early.  Note that on_each_cpu() disables irqs, which prevents
1980          * any CPUs from coming online or going offline until each online
1981          * CPU has queued its RCU-barrier callback.
1982          */
1983         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1984         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1985         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1986                 complete(&rcu_barrier_completion);
1987         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1988         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1989 }
1990
1991 /**
1992  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1993  */
1994 void rcu_barrier_bh(void)
1995 {
1996         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1997 }
1998 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1999
2000 /**
2001  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2002  */
2003 void rcu_barrier_sched(void)
2004 {
2005         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
2006 }
2007 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2008
2009 /*
2010  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2011  */
2012 static void __init
2013 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2014 {
2015         unsigned long flags;
2016         int i;
2017         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2018         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2019
2020         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2021         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2022         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2023         rdp->nxtlist = NULL;
2024         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2025                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2026         rdp->qlen = 0;
2027         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2028         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_NESTING);
2029         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2030         rdp->cpu = cpu;
2031         rdp->rsp = rsp;
2032         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2033 }
2034
2035 /*
2036  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2037  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2038  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2039  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2040  */
2041 static void __cpuinit
2042 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2043 {
2044         unsigned long flags;
2045         unsigned long mask;
2046         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2047         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2048
2049         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2050         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2051         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2052         rdp->preemptible = preemptible;
2053         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2054         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2055         rdp->blimit = blimit;
2056         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_NESTING;
2057         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2058                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2059         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2060         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2061
2062         /*
2063          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2064          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2065          */
2066
2067         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2068         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2069
2070         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2071         rnp = rdp->mynode;
2072         mask = rdp->grpmask;
2073         do {
2074                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2075                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2076                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2077                 mask = rnp->grpmask;
2078                 if (rnp == rdp->mynode) {
2079                         /*
2080                          * If there is a grace period in progress, we will
2081                          * set up to wait for it next time we run the
2082                          * RCU core code.
2083                          */
2084                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2085                         rdp->completed = rnp->completed;
2086                         rdp->passed_quiesce = 0;
2087                         rdp->qs_pending = 0;
2088                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2089                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2090                 }
2091                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2092                 rnp = rnp->parent;
2093         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2094
2095         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2096 }
2097
2098 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2099 {
2100         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2101         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2102         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2103 }
2104
2105 /*
2106  * Handle CPU online/offline notification events.
2107  */
2108 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2109                                     unsigned long action, void *hcpu)
2110 {
2111         long cpu = (long)hcpu;
2112         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2113         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2114
2115         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2116         switch (action) {
2117         case CPU_UP_PREPARE:
2118         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2119                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2120                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2121                 break;
2122         case CPU_ONLINE:
2123         case CPU_DOWN_FAILED:
2124                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2125                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2126                 break;
2127         case CPU_DOWN_PREPARE:
2128                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2129                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2130                 break;
2131         case CPU_DYING:
2132         case CPU_DYING_FROZEN:
2133                 /*
2134                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2135                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2136                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2137                  */
2138                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_bh_state);
2139                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_sched_state);
2140                 rcu_preempt_send_cbs_to_online();
2141                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2142                 break;
2143         case CPU_DEAD:
2144         case CPU_DEAD_FROZEN:
2145         case CPU_UP_CANCELED:
2146         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2147                 rcu_offline_cpu(cpu);
2148                 break;
2149         default:
2150                 break;
2151         }
2152         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2153         return NOTIFY_OK;
2154 }
2155
2156 /*
2157  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2158  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2159  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2160  * task is booting the system).  After this function is called, the
2161  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2162  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2163  */
2164 void rcu_scheduler_starting(void)
2165 {
2166         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2167         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2168         rcu_scheduler_active = 1;
2169 }
2170
2171 /*
2172  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2173  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2174  */
2175 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2176 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2177 {
2178         int i;
2179
2180         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i > 0; i--)
2181                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2182         rsp->levelspread[0] = RCU_FANOUT_LEAF;
2183 }
2184 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2185 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2186 {
2187         int ccur;
2188         int cprv;
2189         int i;
2190
2191         cprv = NR_CPUS;
2192         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2193                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2194                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2195                 cprv = ccur;
2196         }
2197 }
2198 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2199
2200 /*
2201  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2202  */
2203 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2204                 struct rcu_data __percpu *rda)
2205 {
2206         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2207                                "rcu_node_level_1",
2208                                "rcu_node_level_2",
2209                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2210         int cpustride = 1;
2211         int i;
2212         int j;
2213         struct rcu_node *rnp;
2214
2215         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2216
2217         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2218
2219         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
2220                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2221         rcu_init_levelspread(rsp);
2222
2223         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2224
2225         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2226                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2227                 rnp = rsp->level[i];
2228                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2229                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2230                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2231                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2232                         rnp->gpnum = 0;
2233                         rnp->qsmask = 0;
2234                         rnp->qsmaskinit = 0;
2235                         rnp->grplo = j * cpustride;
2236                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2237                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2238                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2239                         if (i == 0) {
2240                                 rnp->grpnum = 0;
2241                                 rnp->grpmask = 0;
2242                                 rnp->parent = NULL;
2243                         } else {
2244                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2245                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2246                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2247                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2248                         }
2249                         rnp->level = i;
2250                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2251                 }
2252         }
2253
2254         rsp->rda = rda;
2255         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
2256         for_each_possible_cpu(i) {
2257                 while (i > rnp->grphi)
2258                         rnp++;
2259                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2260                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2261         }
2262 }
2263
2264 void __init rcu_init(void)
2265 {
2266         int cpu;
2267
2268         rcu_bootup_announce();
2269         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2270         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2271         __rcu_init_preempt();
2272          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2273
2274         /*
2275          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2276          * this is called early in boot, before either interrupts
2277          * or the scheduler are operational.
2278          */
2279         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2280         for_each_online_cpu(cpu)
2281                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2282         check_cpu_stall_init();
2283 }
2284
2285 #include "rcutree_plugin.h"