Merge branches 'urgent.2012.10.27a', 'doc.2012.11.16a', 'fixes.2012.11.13a', 'srcu...
[linux-3.10.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56
57 #include "rcutree.h"
58 #include <trace/events/rcu.h>
59
60 #include "rcu.h"
61
62 /* Data structures. */
63
64 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
65 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
66
67 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, cr) { \
68         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
69         .call = cr, \
70         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
71         .gpnum = 0UL - 300UL, \
72         .completed = 0UL - 300UL, \
73         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
74         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
75         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
76         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
77         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
78         .name = #sname, \
79 }
80
81 struct rcu_state rcu_sched_state =
82         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, call_rcu_sched);
83 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
84
85 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, call_rcu_bh);
86 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
87
88 static struct rcu_state *rcu_state;
89 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
90
91 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
92 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
93 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
94 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
95 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
96         NUM_RCU_LVL_0,
97         NUM_RCU_LVL_1,
98         NUM_RCU_LVL_2,
99         NUM_RCU_LVL_3,
100         NUM_RCU_LVL_4,
101 };
102 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
103
104 /*
105  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
106  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
107  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
108  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
109  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
110  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
111  * positives from lockdep-RCU error checking.
112  */
113 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
114 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
115
116 /*
117  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
118  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
119  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
120  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
121  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
122  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
123  *
124  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
125  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
126  * a time.
127  */
128 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
129
130 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
131
132 /*
133  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
134  * handle all flavors of RCU.
135  */
136 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
137 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
138 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
139 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
140
141 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
142
143 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
144 static void invoke_rcu_core(void);
145 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
146
147 /*
148  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
149  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
150  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
151  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
152  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
153  * These variables enable correlating rcutorture output with the
154  * RCU tracing information.
155  */
156 unsigned long rcutorture_testseq;
157 unsigned long rcutorture_vernum;
158
159 /*
160  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
161  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
162  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
163  */
164 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
165 {
166         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
167 }
168
169 /*
170  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
171  * how many quiescent states passed, just if there was at least
172  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
173  * The caller must have disabled preemption.
174  */
175 void rcu_sched_qs(int cpu)
176 {
177         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
178
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 void rcu_bh_qs(int cpu)
185 {
186         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
187
188         if (rdp->passed_quiesce == 0)
189                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
190         rdp->passed_quiesce = 1;
191 }
192
193 /*
194  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
195  * and requires special handling for preemptible RCU.
196  * The caller must have disabled preemption.
197  */
198 void rcu_note_context_switch(int cpu)
199 {
200         trace_rcu_utilization("Start context switch");
201         rcu_sched_qs(cpu);
202         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
203         trace_rcu_utilization("End context switch");
204 }
205 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
206
207 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
208         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
209         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
210 #if defined(CONFIG_RCU_USER_QS) && !defined(CONFIG_RCU_USER_QS_FORCE)
211         .ignore_user_qs = true,
212 #endif
213 };
214
215 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
216 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
217 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
218
219 module_param(blimit, long, 0444);
220 module_param(qhimark, long, 0444);
221 module_param(qlowmark, long, 0444);
222
223 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
224 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
225
226 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
227 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
228
229 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
230 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
231
232 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
233 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
234
235 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
236 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
237 static int rcu_pending(int cpu);
238
239 /*
240  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
241  */
242 long rcu_batches_completed_sched(void)
243 {
244         return rcu_sched_state.completed;
245 }
246 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
247
248 /*
249  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
250  */
251 long rcu_batches_completed_bh(void)
252 {
253         return rcu_bh_state.completed;
254 }
255 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
256
257 /*
258  * Force a quiescent state for RCU BH.
259  */
260 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
261 {
262         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
263 }
264 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
265
266 /*
267  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
268  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
269  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
270  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
271  * store this state in rcutorture itself.
272  */
273 void rcutorture_record_test_transition(void)
274 {
275         rcutorture_testseq++;
276         rcutorture_vernum = 0;
277 }
278 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
279
280 /*
281  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
282  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
283  * messages.
284  */
285 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
286 {
287         rcutorture_vernum++;
288 }
289 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
290
291 /*
292  * Force a quiescent state for RCU-sched.
293  */
294 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
295 {
296         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
297 }
298 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
299
300 /*
301  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
302  */
303 static int
304 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
305 {
306         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
307 }
308
309 /*
310  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
311  */
312 static int
313 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
314 {
315         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL +
316                              (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed)] &&
317                !rcu_gp_in_progress(rsp);
318 }
319
320 /*
321  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
322  */
323 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
324 {
325         return &rsp->node[0];
326 }
327
328 /*
329  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
330  *
331  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
332  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
333  * The caller must have disabled interrupts.
334  */
335 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
336                                 bool user)
337 {
338         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
339         if (!user && !is_idle_task(current)) {
340                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
341
342                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
343                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
344                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
345                           current->pid, current->comm,
346                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
347         }
348         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
349         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
350         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
351         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
352         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
353         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
354
355         /*
356          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
357          * in an RCU read-side critical section.
358          */
359         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
360                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
361         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
362                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
363         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
364                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
365 }
366
367 /*
368  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
369  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
370  */
371 static void rcu_eqs_enter(bool user)
372 {
373         long long oldval;
374         struct rcu_dynticks *rdtp;
375
376         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
377         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
378         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
379         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
380                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
381         else
382                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
383         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
384 }
385
386 /**
387  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
388  *
389  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
390  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
391  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
392  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
393  *
394  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
395  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
396  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
397  */
398 void rcu_idle_enter(void)
399 {
400         unsigned long flags;
401
402         local_irq_save(flags);
403         rcu_eqs_enter(false);
404         local_irq_restore(flags);
405 }
406 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
407
408 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
409 /**
410  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
411  *
412  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
413  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
414  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
415  * when the CPU runs in userspace.
416  */
417 void rcu_user_enter(void)
418 {
419         unsigned long flags;
420         struct rcu_dynticks *rdtp;
421
422         /*
423          * Some contexts may involve an exception occuring in an irq,
424          * leading to that nesting:
425          * rcu_irq_enter() rcu_user_exit() rcu_user_exit() rcu_irq_exit()
426          * This would mess up the dyntick_nesting count though. And rcu_irq_*()
427          * helpers are enough to protect RCU uses inside the exception. So
428          * just return immediately if we detect we are in an IRQ.
429          */
430         if (in_interrupt())
431                 return;
432
433         WARN_ON_ONCE(!current->mm);
434
435         local_irq_save(flags);
436         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
437         if (!rdtp->ignore_user_qs && !rdtp->in_user) {
438                 rdtp->in_user = true;
439                 rcu_eqs_enter(true);
440         }
441         local_irq_restore(flags);
442 }
443
444 /**
445  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
446  * after the current irq returns.
447  *
448  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
449  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
450  * returns.
451  */
452 void rcu_user_enter_after_irq(void)
453 {
454         unsigned long flags;
455         struct rcu_dynticks *rdtp;
456
457         local_irq_save(flags);
458         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
459         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
460         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
461         rdtp->dynticks_nesting = 1;
462         local_irq_restore(flags);
463 }
464 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
465
466 /**
467  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
468  *
469  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
470  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
471  * sections can occur.
472  *
473  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
474  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
475  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
476  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
477  *
478  * Use things like work queues to work around this limitation.
479  *
480  * You have been warned.
481  */
482 void rcu_irq_exit(void)
483 {
484         unsigned long flags;
485         long long oldval;
486         struct rcu_dynticks *rdtp;
487
488         local_irq_save(flags);
489         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
490         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
491         rdtp->dynticks_nesting--;
492         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
493         if (rdtp->dynticks_nesting)
494                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
495         else
496                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
497         local_irq_restore(flags);
498 }
499
500 /*
501  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
502  *
503  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
504  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
505  * The caller must have disabled interrupts.
506  */
507 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
508                                int user)
509 {
510         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
511         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
512         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
513         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
514         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
515         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
516         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
517         if (!user && !is_idle_task(current)) {
518                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
519
520                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
521                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
522                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
523                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
524                           current->pid, current->comm,
525                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
526         }
527 }
528
529 /*
530  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
531  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
532  */
533 static void rcu_eqs_exit(bool user)
534 {
535         struct rcu_dynticks *rdtp;
536         long long oldval;
537
538         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
539         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
540         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
541         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
542                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
543         else
544                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
545         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
546 }
547
548 /**
549  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
550  *
551  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
552  * read-side critical sections can occur.
553  *
554  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
555  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
556  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
557  * now starting.
558  */
559 void rcu_idle_exit(void)
560 {
561         unsigned long flags;
562
563         local_irq_save(flags);
564         rcu_eqs_exit(false);
565         local_irq_restore(flags);
566 }
567 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
568
569 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
570 /**
571  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
572  *
573  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
574  * run a RCU read side critical section anytime.
575  */
576 void rcu_user_exit(void)
577 {
578         unsigned long flags;
579         struct rcu_dynticks *rdtp;
580
581         /*
582          * Some contexts may involve an exception occuring in an irq,
583          * leading to that nesting:
584          * rcu_irq_enter() rcu_user_exit() rcu_user_exit() rcu_irq_exit()
585          * This would mess up the dyntick_nesting count though. And rcu_irq_*()
586          * helpers are enough to protect RCU uses inside the exception. So
587          * just return immediately if we detect we are in an IRQ.
588          */
589         if (in_interrupt())
590                 return;
591
592         local_irq_save(flags);
593         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
594         if (rdtp->in_user) {
595                 rdtp->in_user = false;
596                 rcu_eqs_exit(true);
597         }
598         local_irq_restore(flags);
599 }
600
601 /**
602  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
603  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
604  *
605  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
606  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
607  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
608  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
609  */
610 void rcu_user_exit_after_irq(void)
611 {
612         unsigned long flags;
613         struct rcu_dynticks *rdtp;
614
615         local_irq_save(flags);
616         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
617         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
618         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
619         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
620         local_irq_restore(flags);
621 }
622 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
623
624 /**
625  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
626  *
627  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
628  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
629  * sections can occur.
630  *
631  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
632  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
633  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
634  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
635  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
636  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
637  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
638  *
639  * Use things like work queues to work around this limitation.
640  *
641  * You have been warned.
642  */
643 void rcu_irq_enter(void)
644 {
645         unsigned long flags;
646         struct rcu_dynticks *rdtp;
647         long long oldval;
648
649         local_irq_save(flags);
650         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
651         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
652         rdtp->dynticks_nesting++;
653         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
654         if (oldval)
655                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
656         else
657                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
658         local_irq_restore(flags);
659 }
660
661 /**
662  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
663  *
664  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
665  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
666  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
667  */
668 void rcu_nmi_enter(void)
669 {
670         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
671
672         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
673             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
674                 return;
675         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
676         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
677         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
678         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
679         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
680         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
681 }
682
683 /**
684  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
685  *
686  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
687  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
688  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
689  */
690 void rcu_nmi_exit(void)
691 {
692         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
693
694         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
695             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
696                 return;
697         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
698         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
699         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
700         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
701         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
702 }
703
704 /**
705  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
706  *
707  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
708  * or NMI handler, return true.
709  */
710 int rcu_is_cpu_idle(void)
711 {
712         int ret;
713
714         preempt_disable();
715         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
716         preempt_enable();
717         return ret;
718 }
719 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
720
721 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
722 void rcu_user_hooks_switch(struct task_struct *prev,
723                            struct task_struct *next)
724 {
725         struct rcu_dynticks *rdtp;
726
727         /* Interrupts are disabled in context switch */
728         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
729         if (!rdtp->ignore_user_qs) {
730                 clear_tsk_thread_flag(prev, TIF_NOHZ);
731                 set_tsk_thread_flag(next, TIF_NOHZ);
732         }
733 }
734 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS */
735
736 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
737
738 /*
739  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
740  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
741  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
742  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
743  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
744  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
745  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
746  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
747  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
748  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
749  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
750  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
751  * notifiers.
752  *
753  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
754  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
755  *
756  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
757  * errors from NMI handlers anyway.
758  */
759 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
760 {
761         struct rcu_data *rdp;
762         struct rcu_node *rnp;
763         bool ret;
764
765         if (in_nmi())
766                 return 1;
767         preempt_disable();
768         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
769         rnp = rdp->mynode;
770         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
771               !rcu_scheduler_fully_active;
772         preempt_enable();
773         return ret;
774 }
775 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
776
777 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
778
779 /**
780  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
781  *
782  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
783  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
784  * disabled preemption.
785  */
786 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
787 {
788         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
789 }
790
791 /*
792  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
793  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
794  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
795  */
796 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
797 {
798         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
799         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
800 }
801
802 /*
803  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
804  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
805  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
806  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
807  */
808 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
809 {
810         unsigned int curr;
811         unsigned int snap;
812
813         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
814         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
815
816         /*
817          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
818          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
819          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
820          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
821          * read-side critical section that started before the beginning
822          * of the current RCU grace period.
823          */
824         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
825                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
826                 rdp->dynticks_fqs++;
827                 return 1;
828         }
829
830         /*
831          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
832          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
833          * state: If we see it offline even once, it has been through a
834          * quiescent state.
835          *
836          * The reason for insisting that the grace period be at least
837          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
838          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
839          * sections.
840          */
841         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
842                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
843         barrier();
844         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
845                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
846                 rdp->offline_fqs++;
847                 return 1;
848         }
849         return 0;
850 }
851
852 static int jiffies_till_stall_check(void)
853 {
854         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
855
856         /*
857          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
858          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
859          */
860         if (till_stall_check < 3) {
861                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
862                 till_stall_check = 3;
863         } else if (till_stall_check > 300) {
864                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
865                 till_stall_check = 300;
866         }
867         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
868 }
869
870 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
871 {
872         rsp->gp_start = jiffies;
873         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
874 }
875
876 /*
877  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
878  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
879  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
880  * printed by the target CPU.
881  */
882 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
883 {
884         int cpu;
885         unsigned long flags;
886         struct rcu_node *rnp;
887
888         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
889                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
890                 if (rnp->qsmask != 0) {
891                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
892                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
893                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
894                 }
895                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
896         }
897 }
898
899 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
900 {
901         int cpu;
902         long delta;
903         unsigned long flags;
904         int ndetected = 0;
905         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
906         long totqlen = 0;
907
908         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
909
910         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
911         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
912         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
913                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
914                 return;
915         }
916         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
917         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
918
919         /*
920          * OK, time to rat on our buddy...
921          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
922          * RCU CPU stall warnings.
923          */
924         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
925                rsp->name);
926         print_cpu_stall_info_begin();
927         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
928                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
929                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
930                 if (rnp->qsmask != 0) {
931                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
932                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
933                                         print_cpu_stall_info(rsp,
934                                                              rnp->grplo + cpu);
935                                         ndetected++;
936                                 }
937                 }
938                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
939         }
940
941         /*
942          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
943          * due to CPU offlining.
944          */
945         rnp = rcu_get_root(rsp);
946         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
947         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
948         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
949
950         print_cpu_stall_info_end();
951         for_each_possible_cpu(cpu)
952                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
953         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
954                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
955                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
956         if (ndetected == 0)
957                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
958         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
959                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
960
961         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
962
963         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
964
965         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
966 }
967
968 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
969 {
970         int cpu;
971         unsigned long flags;
972         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
973         long totqlen = 0;
974
975         /*
976          * OK, time to rat on ourselves...
977          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
978          * RCU CPU stall warnings.
979          */
980         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
981         print_cpu_stall_info_begin();
982         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
983         print_cpu_stall_info_end();
984         for_each_possible_cpu(cpu)
985                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
986         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
987                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
988         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
989                 dump_stack();
990
991         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
992         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
993                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
994                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
995         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
996
997         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
998 }
999
1000 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1001 {
1002         unsigned long j;
1003         unsigned long js;
1004         struct rcu_node *rnp;
1005
1006         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1007                 return;
1008         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
1009         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1010         rnp = rdp->mynode;
1011         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1012             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
1013
1014                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1015                 print_cpu_stall(rsp);
1016
1017         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1018                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1019
1020                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1021                 print_other_cpu_stall(rsp);
1022         }
1023 }
1024
1025 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
1026 {
1027         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
1028         return NOTIFY_DONE;
1029 }
1030
1031 /**
1032  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1033  *
1034  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1035  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1036  * RCU grace periods.
1037  *
1038  * The caller must disable hard irqs.
1039  */
1040 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1041 {
1042         struct rcu_state *rsp;
1043
1044         for_each_rcu_flavor(rsp)
1045                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1046 }
1047
1048 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
1049         .notifier_call = rcu_panic,
1050 };
1051
1052 static void __init check_cpu_stall_init(void)
1053 {
1054         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
1055 }
1056
1057 /*
1058  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
1059  * This is used both when we started the grace period and when we notice
1060  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
1061  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
1062  *  and must have irqs disabled.
1063  */
1064 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1065 {
1066         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1067                 /*
1068                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1069                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1070                  * go looking for one.
1071                  */
1072                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1073                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
1074                 rdp->passed_quiesce = 0;
1075                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1076                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1077         }
1078 }
1079
1080 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1081 {
1082         unsigned long flags;
1083         struct rcu_node *rnp;
1084
1085         local_irq_save(flags);
1086         rnp = rdp->mynode;
1087         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
1088             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1089                 local_irq_restore(flags);
1090                 return;
1091         }
1092         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1093         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
1098  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
1099  * on the CPU corresponding to rdp.
1100  */
1101 static int
1102 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1103 {
1104         unsigned long flags;
1105         int ret = 0;
1106
1107         local_irq_save(flags);
1108         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
1109                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
1110                 ret = 1;
1111         }
1112         local_irq_restore(flags);
1113         return ret;
1114 }
1115
1116 /*
1117  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1118  */
1119 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1120 {
1121         int i;
1122
1123         rdp->nxtlist = NULL;
1124         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1125                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1126 }
1127
1128 /*
1129  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1130  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1131  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
1132  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
1133  */
1134 static void
1135 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1136 {
1137         /* Did another grace period end? */
1138         if (rdp->completed != rnp->completed) {
1139
1140                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
1141                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
1142                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
1143                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1144
1145                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1146                 rdp->completed = rnp->completed;
1147                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1148
1149                 /*
1150                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
1151                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
1152                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
1153                  * spurious new grace periods.  If another grace period
1154                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
1155                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
1156                  * states we found for the old GP are now invalid.
1157                  */
1158                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
1159                         rdp->gpnum = rdp->completed;
1160                         rdp->passed_quiesce = 0;
1161                 }
1162
1163                 /*
1164                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
1165                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
1166                  */
1167                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
1168                         rdp->qs_pending = 0;
1169         }
1170 }
1171
1172 /*
1173  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1174  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1175  * belongs.
1176  */
1177 static void
1178 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1179 {
1180         unsigned long flags;
1181         struct rcu_node *rnp;
1182
1183         local_irq_save(flags);
1184         rnp = rdp->mynode;
1185         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1186             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1187                 local_irq_restore(flags);
1188                 return;
1189         }
1190         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1191         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1196  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1197  * this CPU.
1198  */
1199 static void
1200 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1201 {
1202         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1203         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1204
1205         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1206         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Initialize a new grace period.
1211  */
1212 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1213 {
1214         struct rcu_data *rdp;
1215         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1216
1217         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1218         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1219
1220         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1221                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1222                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1223                 return 0;
1224         }
1225
1226         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1227         rsp->gpnum++;
1228         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1229         record_gp_stall_check_time(rsp);
1230         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1231
1232         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1233         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1234
1235         /*
1236          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1237          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1238          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1239          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1240          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1241          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1242          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1243          * CPU-hotplug operations.
1244          *
1245          * The grace period cannot complete until the initialization
1246          * process finishes, because this kthread handles both.
1247          */
1248         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1249                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1250                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1251                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1252                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1253                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1254                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1255                 rnp->completed = rsp->completed;
1256                 if (rnp == rdp->mynode)
1257                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1258                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1259                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1260                                             rnp->level, rnp->grplo,
1261                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1262                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1263 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1264                 if ((random32() % (rcu_num_nodes * 8)) == 0)
1265                         schedule_timeout_uninterruptible(2);
1266 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1267                 cond_resched();
1268         }
1269
1270         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1271         return 1;
1272 }
1273
1274 /*
1275  * Do one round of quiescent-state forcing.
1276  */
1277 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1278 {
1279         int fqs_state = fqs_state_in;
1280         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1281
1282         rsp->n_force_qs++;
1283         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1284                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1285                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1286                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1287         } else {
1288                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1289                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1290         }
1291         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1292         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1293                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1294                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1295                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1296         }
1297         return fqs_state;
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Clean up after the old grace period.
1302  */
1303 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1304 {
1305         unsigned long gp_duration;
1306         struct rcu_data *rdp;
1307         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1308
1309         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1310         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1311         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1312                 rsp->gp_max = gp_duration;
1313
1314         /*
1315          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1316          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1317          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1318          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1319          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1320          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1321          */
1322         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1323
1324         /*
1325          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1326          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1327          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1328          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1329          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1330          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1331          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1332          */
1333         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1334                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1335                 rnp->completed = rsp->gpnum;
1336                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1337                 cond_resched();
1338         }
1339         rnp = rcu_get_root(rsp);
1340         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1341
1342         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1343         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1344         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1345         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1346         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1347                 rsp->gp_flags = 1;
1348         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1349 }
1350
1351 /*
1352  * Body of kthread that handles grace periods.
1353  */
1354 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1355 {
1356         int fqs_state;
1357         unsigned long j;
1358         int ret;
1359         struct rcu_state *rsp = arg;
1360         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1361
1362         for (;;) {
1363
1364                 /* Handle grace-period start. */
1365                 for (;;) {
1366                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1367                                                  rsp->gp_flags &
1368                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1369                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1370                             rcu_gp_init(rsp))
1371                                 break;
1372                         cond_resched();
1373                         flush_signals(current);
1374                 }
1375
1376                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1377                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1378                 j = jiffies_till_first_fqs;
1379                 if (j > HZ) {
1380                         j = HZ;
1381                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1382                 }
1383                 for (;;) {
1384                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1385                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1386                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1387                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1388                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1389                                         j);
1390                         /* If grace period done, leave loop. */
1391                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1392                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1393                                 break;
1394                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1395                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1396                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1397                                 cond_resched();
1398                         } else {
1399                                 /* Deal with stray signal. */
1400                                 cond_resched();
1401                                 flush_signals(current);
1402                         }
1403                         j = jiffies_till_next_fqs;
1404                         if (j > HZ) {
1405                                 j = HZ;
1406                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1407                         } else if (j < 1) {
1408                                 j = 1;
1409                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1410                         }
1411                 }
1412
1413                 /* Handle grace-period end. */
1414                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1415         }
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1420  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1421  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1422  * be disabled.
1423  *
1424  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1425  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1426  * quiescent state.
1427  */
1428 static void
1429 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1430         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1431 {
1432         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1433         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1434
1435         if (!rsp->gp_kthread ||
1436             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1437                 /*
1438                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1439                  * task, this CPU does not need another grace period,
1440                  * or a grace period is already in progress.
1441                  * Either way, don't start a new grace period.
1442                  */
1443                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1444                 return;
1445         }
1446
1447         /*
1448          * Because there is no grace period in progress right now,
1449          * any callbacks we have up to this point will be satisfied
1450          * by the next grace period.  So promote all callbacks to be
1451          * handled after the end of the next grace period.  If the
1452          * CPU is not yet aware of the end of the previous grace period,
1453          * we need to allow for the callback advancement that will
1454          * occur when it does become aware.  Deadlock prevents us from
1455          * making it aware at this point: We cannot acquire a leaf
1456          * rcu_node ->lock while holding the root rcu_node ->lock.
1457          */
1458         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1459         if (rdp->completed == rsp->completed)
1460                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1461
1462         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1463         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
1464
1465         /* Ensure that CPU is aware of completion of last grace period. */
1466         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1467         local_irq_restore(flags);
1468
1469         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1470         wake_up(&rsp->gp_wq);
1471 }
1472
1473 /*
1474  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1475  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1476  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1477  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1478  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1479  */
1480 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1481         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1482 {
1483         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1484         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1485         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1490  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1491  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1492  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1493  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1494  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1495  */
1496 static void
1497 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1498                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1499         __releases(rnp->lock)
1500 {
1501         struct rcu_node *rnp_c;
1502
1503         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1504         for (;;) {
1505                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1506
1507                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1508                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1509                         return;
1510                 }
1511                 rnp->qsmask &= ~mask;
1512                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1513                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1514                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1515                                                  !!rnp->gp_tasks);
1516                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1517
1518                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1519                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1520                         return;
1521                 }
1522                 mask = rnp->grpmask;
1523                 if (rnp->parent == NULL) {
1524
1525                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1526
1527                         break;
1528                 }
1529                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1530                 rnp_c = rnp;
1531                 rnp = rnp->parent;
1532                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1533                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1534         }
1535
1536         /*
1537          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1538          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1539          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1540          */
1541         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1542 }
1543
1544 /*
1545  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1546  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1547  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1548  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1549  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1550  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1551  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1552  */
1553 static void
1554 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1555 {
1556         unsigned long flags;
1557         unsigned long mask;
1558         struct rcu_node *rnp;
1559
1560         rnp = rdp->mynode;
1561         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1562         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1563             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1564
1565                 /*
1566                  * The grace period in which this quiescent state was
1567                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1568                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1569                  * within the current grace period.
1570                  */
1571                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1572                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1573                 return;
1574         }
1575         mask = rdp->grpmask;
1576         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1577                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1578         } else {
1579                 rdp->qs_pending = 0;
1580
1581                 /*
1582                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1583                  * callbacks can be processed during the next GP.
1584                  */
1585                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1586
1587                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1588         }
1589 }
1590
1591 /*
1592  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1593  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1594  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1595  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1596  */
1597 static void
1598 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1599 {
1600         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1601         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1602                 return;
1603
1604         /*
1605          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1606          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1607          */
1608         if (!rdp->qs_pending)
1609                 return;
1610
1611         /*
1612          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1613          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1614          */
1615         if (!rdp->passed_quiesce)
1616                 return;
1617
1618         /*
1619          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1620          * judge of that).
1621          */
1622         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1623 }
1624
1625 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1626
1627 /*
1628  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1629  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1630  * ->orphan_lock.
1631  */
1632 static void
1633 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1634                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1635 {
1636         /*
1637          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1638          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1639          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1640          */
1641         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1642                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1643                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1644                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1645                 rdp->qlen_lazy = 0;
1646                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1647         }
1648
1649         /*
1650          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1651          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1652          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1653          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1654          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1655          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1656          * we just reset the whole thing later on.
1657          */
1658         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1659                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1660                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1661                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1662         }
1663
1664         /*
1665          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1666          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1667          * required to pass though another grace period: They are done.
1668          */
1669         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1670                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1671                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1672         }
1673
1674         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1675         init_callback_list(rdp);
1676 }
1677
1678 /*
1679  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1680  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1681  */
1682 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1683 {
1684         int i;
1685         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1686
1687         /* Do the accounting first. */
1688         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1689         rdp->qlen += rsp->qlen;
1690         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1691         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1692                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1693         rsp->qlen_lazy = 0;
1694         rsp->qlen = 0;
1695
1696         /*
1697          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1698          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1699          * we are the task doing the rcu_barrier().
1700          */
1701
1702         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1703         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1704                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1705                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1706                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1707                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1708                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1709                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1710                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1711         }
1712
1713         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1714         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1715                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1716                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1717                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1718                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1719         }
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1724  */
1725 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1726 {
1727         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1728         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1729         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1730
1731         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1732         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1733                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1734                                "cpuofl");
1735 }
1736
1737 /*
1738  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1739  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1740  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1741  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1742  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1743  */
1744 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1745 {
1746         unsigned long flags;
1747         unsigned long mask;
1748         int need_report = 0;
1749         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1750         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1751
1752         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1753         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1754
1755         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1756
1757         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1758         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1759         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1760
1761         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1762         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1763         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1764
1765         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1766         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1767         do {
1768                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1769                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1770                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1771                         if (rnp != rdp->mynode)
1772                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1773                         break;
1774                 }
1775                 if (rnp == rdp->mynode)
1776                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1777                 else
1778                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1779                 mask = rnp->grpmask;
1780                 rnp = rnp->parent;
1781         } while (rnp != NULL);
1782
1783         /*
1784          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1785          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1786          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1787          * held leads to deadlock.
1788          */
1789         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1790         rnp = rdp->mynode;
1791         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1792                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1793         else
1794                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1795         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1796                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1797         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1798                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1799                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1800         init_callback_list(rdp);
1801         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1802         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1803         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1804 }
1805
1806 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1807
1808 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1809 {
1810 }
1811
1812 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1813 {
1814 }
1815
1816 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1817
1818 /*
1819  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1820  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1821  */
1822 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1823 {
1824         unsigned long flags;
1825         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1826         long bl, count, count_lazy;
1827         int i;
1828
1829         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1830         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1831                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1832                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1833                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1834                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1835                 return;
1836         }
1837
1838         /*
1839          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1840          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1841          */
1842         local_irq_save(flags);
1843         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1844         bl = rdp->blimit;
1845         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1846         list = rdp->nxtlist;
1847         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1848         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1849         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1850         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1851                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1852                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1853         local_irq_restore(flags);
1854
1855         /* Invoke callbacks. */
1856         count = count_lazy = 0;
1857         while (list) {
1858                 next = list->next;
1859                 prefetch(next);
1860                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1861                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1862                         count_lazy++;
1863                 list = next;
1864                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1865                 if (++count >= bl &&
1866                     (need_resched() ||
1867                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1868                         break;
1869         }
1870
1871         local_irq_save(flags);
1872         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1873                             is_idle_task(current),
1874                             rcu_is_callbacks_kthread());
1875
1876         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1877         if (list != NULL) {
1878                 *tail = rdp->nxtlist;
1879                 rdp->nxtlist = list;
1880                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1881                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1882                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1883                         else
1884                                 break;
1885         }
1886         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1887         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1888         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1889         rdp->n_cbs_invoked += count;
1890
1891         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1892         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1893                 rdp->blimit = blimit;
1894
1895         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1896         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1897                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1898                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1899         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1900                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1901         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
1902
1903         local_irq_restore(flags);
1904
1905         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1906         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1907                 invoke_rcu_core();
1908 }
1909
1910 /*
1911  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1912  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1913  * Also schedule RCU core processing.
1914  *
1915  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1916  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1917  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1918  */
1919 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1920 {
1921         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1922         increment_cpu_stall_ticks();
1923         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1924
1925                 /*
1926                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1927                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1928                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1929                  * a quiescent state, so note it.
1930                  *
1931                  * No memory barrier is required here because both
1932                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1933                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1934                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1935                  */
1936
1937                 rcu_sched_qs(cpu);
1938                 rcu_bh_qs(cpu);
1939
1940         } else if (!in_softirq()) {
1941
1942                 /*
1943                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1944                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1945                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1946                  * critical section, so note it.
1947                  */
1948
1949                 rcu_bh_qs(cpu);
1950         }
1951         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1952         if (rcu_pending(cpu))
1953                 invoke_rcu_core();
1954         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1955 }
1956
1957 /*
1958  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1959  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1960  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1961  *
1962  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1963  */
1964 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1965 {
1966         unsigned long bit;
1967         int cpu;
1968         unsigned long flags;
1969         unsigned long mask;
1970         struct rcu_node *rnp;
1971
1972         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1973                 cond_resched();
1974                 mask = 0;
1975                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1976                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1977                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1978                         return;
1979                 }
1980                 if (rnp->qsmask == 0) {
1981                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1982                         continue;
1983                 }
1984                 cpu = rnp->grplo;
1985                 bit = 1;
1986                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1987                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1988                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1989                                 mask |= bit;
1990                 }
1991                 if (mask != 0) {
1992
1993                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1994                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1995                         continue;
1996                 }
1997                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1998         }
1999         rnp = rcu_get_root(rsp);
2000         if (rnp->qsmask == 0) {
2001                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2002                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2003         }
2004 }
2005
2006 /*
2007  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2008  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2009  */
2010 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2011 {
2012         unsigned long flags;
2013         bool ret;
2014         struct rcu_node *rnp;
2015         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2016
2017         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2018         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2019         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2020                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2021                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2022                 if (rnp_old != NULL)
2023                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2024                 if (ret) {
2025                         rsp->n_force_qs_lh++;
2026                         return;
2027                 }
2028                 rnp_old = rnp;
2029         }
2030         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2031
2032         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2033         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2034         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2035         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2036                 rsp->n_force_qs_lh++;
2037                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2038                 return;  /* Someone beat us to it. */
2039         }
2040         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2041         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2042         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2043 }
2044
2045 /*
2046  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2047  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2048  * whom the rdp belongs.
2049  */
2050 static void
2051 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2052 {
2053         unsigned long flags;
2054         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2055
2056         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2057
2058         /*
2059          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
2060          * period that some other CPU ended.
2061          */
2062         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2063
2064         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2065         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2066
2067         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2068         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2069                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2070                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
2071         }
2072
2073         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2074         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2075                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2076 }
2077
2078 /*
2079  * Do RCU core processing for the current CPU.
2080  */
2081 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2082 {
2083         struct rcu_state *rsp;
2084
2085         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2086                 return;
2087         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2088         for_each_rcu_flavor(rsp)
2089                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2090         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2091 }
2092
2093 /*
2094  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2095  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2096  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2097  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2098  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2099  */
2100 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2101 {
2102         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2103                 return;
2104         if (likely(!rsp->boost)) {
2105                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2106                 return;
2107         }
2108         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2109 }
2110
2111 static void invoke_rcu_core(void)
2112 {
2113         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2114 }
2115
2116 /*
2117  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2118  */
2119 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2120                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2121 {
2122         /*
2123          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2124          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2125          */
2126         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2127                 invoke_rcu_core();
2128
2129         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2130         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2131                 return;
2132
2133         /*
2134          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2135          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2136          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2137          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2138          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2139          */
2140         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2141
2142                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2143                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2144                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
2145
2146                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2147                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2148                         unsigned long nestflag;
2149                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2150
2151                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
2152                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
2153                 } else {
2154                         /* Give the grace period a kick. */
2155                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2156                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2157                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2158                                 force_quiescent_state(rsp);
2159                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2160                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2161                 }
2162         }
2163 }
2164
2165 static void
2166 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2167            struct rcu_state *rsp, bool lazy)
2168 {
2169         unsigned long flags;
2170         struct rcu_data *rdp;
2171
2172         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2173         debug_rcu_head_queue(head);
2174         head->func = func;
2175         head->next = NULL;
2176
2177         /*
2178          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2179          * Note that we might see a beginning right after we see an
2180          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2181          * a quiescent state betweentimes.
2182          */
2183         local_irq_save(flags);
2184         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2185
2186         /* Add the callback to our list. */
2187         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL)) {
2188                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2189                 WARN_ON_ONCE(1);
2190                 local_irq_restore(flags);
2191                 return;
2192         }
2193         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2194         if (lazy)
2195                 rdp->qlen_lazy++;
2196         else
2197                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2198         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2199         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2200         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2201
2202         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2203                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2204                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2205         else
2206                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2207
2208         /* Go handle any RCU core processing required. */
2209         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2210         local_irq_restore(flags);
2211 }
2212
2213 /*
2214  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2215  */
2216 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2217 {
2218         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 0);
2219 }
2220 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2221
2222 /*
2223  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2224  */
2225 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2226 {
2227         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, 0);
2228 }
2229 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2230
2231 /*
2232  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2233  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2234  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2235  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2236  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2237  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2238  * some overhead: RCU still operates correctly.
2239  */
2240 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2241 {
2242         int ret;
2243
2244         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2245         preempt_disable();
2246         ret = num_online_cpus() <= 1;
2247         preempt_enable();
2248         return ret;
2249 }
2250
2251 /**
2252  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2253  *
2254  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2255  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2256  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2257  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2258  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2259  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2260  * rcu_read_lock_sched().
2261  *
2262  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2263  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2264  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2265  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2266  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2267  *
2268  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2269  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2270  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2271  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2272  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2273  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2274  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2275  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2276  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2277  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2278  * that are executing in the kernel.
2279  *
2280  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2281  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2282  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2283  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2284  * again only if the system has more than one CPU).
2285  *
2286  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2287  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2288  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2289  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2290  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2291  */
2292 void synchronize_sched(void)
2293 {
2294         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2295                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2296                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2297                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2298         if (rcu_blocking_is_gp())
2299                 return;
2300         if (rcu_expedited)
2301                 synchronize_sched_expedited();
2302         else
2303                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2304 }
2305 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2306
2307 /**
2308  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2309  *
2310  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2311  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2312  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2313  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2314  * and may be nested.
2315  *
2316  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2317  * on memory ordering guarantees.
2318  */
2319 void synchronize_rcu_bh(void)
2320 {
2321         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2322                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2323                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2324                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2325         if (rcu_blocking_is_gp())
2326                 return;
2327         if (rcu_expedited)
2328                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2329         else
2330                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2331 }
2332 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2333
2334 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2335 {
2336         /*
2337          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2338          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2339          * time that it returns.
2340          *
2341          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2342          * above condition is already met when the control reaches
2343          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2344          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2345          * robustness against future implementation changes.
2346          */
2347         smp_mb(); /* See above comment block. */
2348         return 0;
2349 }
2350
2351 /**
2352  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2353  *
2354  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2355  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2356  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2357  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2358  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2359  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2360  * synchronize_sched() instead.
2361  *
2362  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2363  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2364  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2365  * these restriction will result in deadlock.
2366  *
2367  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2368  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2369  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2370  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2371  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2372  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2373  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2374  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2375  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2376  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2377  *
2378  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2379  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2380  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2381  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2382  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2383  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2384  * doing our work for us.
2385  *
2386  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2387  */
2388 void synchronize_sched_expedited(void)
2389 {
2390         long firstsnap, s, snap;
2391         int trycount = 0;
2392         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2393
2394         /*
2395          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2396          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2397          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2398          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2399          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2400          * course be required on a 64-bit system.
2401          */
2402         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2403                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2404                          ULONG_MAX / 8)) {
2405                 synchronize_sched();
2406                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2407                 return;
2408         }
2409
2410         /*
2411          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2412          * full memory barrier.
2413          */
2414         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2415         firstsnap = snap;
2416         get_online_cpus();
2417         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2418
2419         /*
2420          * Each pass through the following loop attempts to force a
2421          * context switch on each CPU.
2422          */
2423         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2424                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2425                              NULL) == -EAGAIN) {
2426                 put_online_cpus();
2427                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2428
2429                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2430                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2431                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2432                         /* ensure test happens before caller kfree */
2433                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2434                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2435                         return;
2436                 }
2437
2438                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2439                 if (trycount++ < 10) {
2440                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2441                 } else {
2442                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2443                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2444                         return;
2445                 }
2446
2447                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2448                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2449                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2450                         /* ensure test happens before caller kfree */
2451                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2452                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2453                         return;
2454                 }
2455
2456                 /*
2457                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2458                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2459                  * after they started, so our grace period works for them,
2460                  * and they started after our first try, so their grace
2461                  * period works for us.
2462                  */
2463                 get_online_cpus();
2464                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2465                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2466         }
2467         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2468
2469         /*
2470          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2471          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2472          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2473          * than we did already did their update.
2474          */
2475         do {
2476                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2477                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2478                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2479                         /* ensure test happens before caller kfree */
2480                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2481                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2482                         break;
2483                 }
2484         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2485         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2486
2487         put_online_cpus();
2488 }
2489 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2490
2491 /*
2492  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2493  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2494  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2495  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2496  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2497  */
2498 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2499 {
2500         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2501
2502         rdp->n_rcu_pending++;
2503
2504         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2505         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2506
2507         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2508         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2509             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2510                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2511         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2512                 rdp->n_rp_report_qs++;
2513                 return 1;
2514         }
2515
2516         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2517         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2518                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2519                 return 1;
2520         }
2521
2522         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2523         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2524                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2525                 return 1;
2526         }
2527
2528         /* Has another RCU grace period completed?  */
2529         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2530                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2531                 return 1;
2532         }
2533
2534         /* Has a new RCU grace period started? */
2535         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2536                 rdp->n_rp_gp_started++;
2537                 return 1;
2538         }
2539
2540         /* nothing to do */
2541         rdp->n_rp_need_nothing++;
2542         return 0;
2543 }
2544
2545 /*
2546  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2547  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2548  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2549  */
2550 static int rcu_pending(int cpu)
2551 {
2552         struct rcu_state *rsp;
2553
2554         for_each_rcu_flavor(rsp)
2555                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2556                         return 1;
2557         return 0;
2558 }
2559
2560 /*
2561  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2562  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2563  * 1 if so.
2564  */
2565 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2566 {
2567         struct rcu_state *rsp;
2568
2569         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2570         for_each_rcu_flavor(rsp)
2571                 if (per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->nxtlist)
2572                         return 1;
2573         return 0;
2574 }
2575
2576 /*
2577  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2578  * the compiler is expected to optimize this away.
2579  */
2580 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2581                                int cpu, unsigned long done)
2582 {
2583         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2584                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2585 }
2586
2587 /*
2588  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2589  * up the task executing _rcu_barrier().
2590  */
2591 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2592 {
2593         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2594         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2595
2596         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2597                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2598                 complete(&rsp->barrier_completion);
2599         } else {
2600                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2601         }
2602 }
2603
2604 /*
2605  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2606  */
2607 static void rcu_barrier_func(void *type)
2608 {
2609         struct rcu_state *rsp = type;
2610         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2611
2612         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2613         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2614         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2615 }
2616
2617 /*
2618  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2619  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2620  */
2621 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2622 {
2623         int cpu;
2624         struct rcu_data *rdp;
2625         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2626         unsigned long snap_done;
2627
2628         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2629
2630         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2631         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2632
2633         /*
2634          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2635          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2636          */
2637         smp_mb();  /* See above block comment. */
2638
2639         /*
2640          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2641          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2642          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2643          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2644          */
2645         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2646         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2647         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2648                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2649                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2650                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2651                 return;
2652         }
2653
2654         /*
2655          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2656          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2657          * the increment to precede the early-exit check.
2658          */
2659         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2660         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2661         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2662         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2663
2664         /*
2665          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2666          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2667          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2668          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2669          */
2670         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2671         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2672         get_online_cpus();
2673
2674         /*
2675          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2676          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2677          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2678          */
2679         for_each_online_cpu(cpu) {
2680                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2681                 if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2682                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2683                                            rsp->n_barrier_done);
2684                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2685                 } else {
2686                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2687                                            rsp->n_barrier_done);
2688                 }
2689         }
2690         put_online_cpus();
2691
2692         /*
2693          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2694          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2695          */
2696         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2697                 complete(&rsp->barrier_completion);
2698
2699         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2700         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2701         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2702         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2703         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2704         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2705
2706         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2707         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2708
2709         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2710         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2711 }
2712
2713 /**
2714  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2715  */
2716 void rcu_barrier_bh(void)
2717 {
2718         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2719 }
2720 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2721
2722 /**
2723  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2724  */
2725 void rcu_barrier_sched(void)
2726 {
2727         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2728 }
2729 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2730
2731 /*
2732  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2733  */
2734 static void __init
2735 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2736 {
2737         unsigned long flags;
2738         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2739         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2740
2741         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2742         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2743         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2744         init_callback_list(rdp);
2745         rdp->qlen_lazy = 0;
2746         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2747         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2748         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2749         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2750 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
2751         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->in_user);
2752 #endif
2753         rdp->cpu = cpu;
2754         rdp->rsp = rsp;
2755         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2756 }
2757
2758 /*
2759  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2760  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2761  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2762  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2763  */
2764 static void __cpuinit
2765 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2766 {
2767         unsigned long flags;
2768         unsigned long mask;
2769         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2770         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2771
2772         /* Exclude new grace periods. */
2773         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2774
2775         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2776         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2777         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2778         rdp->preemptible = preemptible;
2779         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2780         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2781         rdp->blimit = blimit;
2782         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2783         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2784         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2785                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2786         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2787         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2788
2789         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2790         rnp = rdp->mynode;
2791         mask = rdp->grpmask;
2792         do {
2793                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2794                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2795                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2796                 mask = rnp->grpmask;
2797                 if (rnp == rdp->mynode) {
2798                         /*
2799                          * If there is a grace period in progress, we will
2800                          * set up to wait for it next time we run the
2801                          * RCU core code.
2802                          */
2803                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2804                         rdp->completed = rnp->completed;
2805                         rdp->passed_quiesce = 0;
2806                         rdp->qs_pending = 0;
2807                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2808                 }
2809                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2810                 rnp = rnp->parent;
2811         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2812         local_irq_restore(flags);
2813
2814         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2815 }
2816
2817 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2818 {
2819         struct rcu_state *rsp;
2820
2821         for_each_rcu_flavor(rsp)
2822                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2823                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2824 }
2825
2826 /*
2827  * Handle CPU online/offline notification events.
2828  */
2829 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2830                                     unsigned long action, void *hcpu)
2831 {
2832         long cpu = (long)hcpu;
2833         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2834         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2835         struct rcu_state *rsp;
2836
2837         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2838         switch (action) {
2839         case CPU_UP_PREPARE:
2840         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2841                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2842                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2843                 break;
2844         case CPU_ONLINE:
2845         case CPU_DOWN_FAILED:
2846                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2847                 break;
2848         case CPU_DOWN_PREPARE:
2849                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2850                 break;
2851         case CPU_DYING:
2852         case CPU_DYING_FROZEN:
2853                 /*
2854                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2855                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2856                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2857                  */
2858                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2859                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
2860                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2861                 break;
2862         case CPU_DEAD:
2863         case CPU_DEAD_FROZEN:
2864         case CPU_UP_CANCELED:
2865         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2866                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2867                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
2868                 break;
2869         default:
2870                 break;
2871         }
2872         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2873         return NOTIFY_OK;
2874 }
2875
2876 /*
2877  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
2878  */
2879 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
2880 {
2881         unsigned long flags;
2882         struct rcu_node *rnp;
2883         struct rcu_state *rsp;
2884         struct task_struct *t;
2885
2886         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2887                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
2888                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2889                 rnp = rcu_get_root(rsp);
2890                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2891                 rsp->gp_kthread = t;
2892                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2893         }
2894         return 0;
2895 }
2896 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
2897
2898 /*
2899  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2900  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2901  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2902  * task is booting the system).  After this function is called, the
2903  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2904  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2905  */
2906 void rcu_scheduler_starting(void)
2907 {
2908         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2909         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2910         rcu_scheduler_active = 1;
2911 }
2912
2913 /*
2914  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2915  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2916  */
2917 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2918 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2919 {
2920         int i;
2921
2922         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
2923                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2924         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
2925 }
2926 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2927 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2928 {
2929         int ccur;
2930         int cprv;
2931         int i;
2932
2933         cprv = nr_cpu_ids;
2934         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2935                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2936                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2937                 cprv = ccur;
2938         }
2939 }
2940 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2941
2942 /*
2943  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2944  */
2945 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2946                 struct rcu_data __percpu *rda)
2947 {
2948         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
2949                                "rcu_node_1",
2950                                "rcu_node_2",
2951                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2952         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
2953                                "rcu_node_fqs_1",
2954                                "rcu_node_fqs_2",
2955                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2956         int cpustride = 1;
2957         int i;
2958         int j;
2959         struct rcu_node *rnp;
2960
2961         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2962
2963         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2964
2965         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
2966                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
2967         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
2968                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2969         rcu_init_levelspread(rsp);
2970
2971         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2972
2973         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2974                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2975                 rnp = rsp->level[i];
2976                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2977                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2978                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2979                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2980                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
2981                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
2982                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
2983                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
2984                         rnp->completed = rsp->completed;
2985                         rnp->qsmask = 0;
2986                         rnp->qsmaskinit = 0;
2987                         rnp->grplo = j * cpustride;
2988                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2989                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2990                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2991                         if (i == 0) {
2992                                 rnp->grpnum = 0;
2993                                 rnp->grpmask = 0;
2994                                 rnp->parent = NULL;
2995                         } else {
2996                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2997                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2998                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2999                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3000                         }
3001                         rnp->level = i;
3002                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3003                 }
3004         }
3005
3006         rsp->rda = rda;
3007         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3008         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3009         for_each_possible_cpu(i) {
3010                 while (i > rnp->grphi)
3011                         rnp++;
3012                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3013                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3014         }
3015         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3016 }
3017
3018 /*
3019  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3020  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3021  * the ->node array in the rcu_state structure.
3022  */
3023 static void __init rcu_init_geometry(void)
3024 {
3025         int i;
3026         int j;
3027         int n = nr_cpu_ids;
3028         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3029
3030         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3031         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3032             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3033                 return;
3034
3035         /*
3036          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3037          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3038          * some of the arithmetic easier.
3039          */
3040         rcu_capacity[0] = 1;
3041         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3042         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3043                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3044
3045         /*
3046          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3047          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3048          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3049          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3050          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3051          * compile-time values if these limits are exceeded.
3052          */
3053         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3054             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3055             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3056                 WARN_ON(1);
3057                 return;
3058         }
3059
3060         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3061         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3062                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3063                         for (j = 0; j <= i; j++)
3064                                 num_rcu_lvl[j] =
3065                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3066                         rcu_num_lvls = i;
3067                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3068                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3069                         break;
3070                 }
3071
3072         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3073         rcu_num_nodes = 0;
3074         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3075                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3076         rcu_num_nodes -= n;
3077 }
3078
3079 void __init rcu_init(void)
3080 {
3081         int cpu;
3082
3083         rcu_bootup_announce();
3084         rcu_init_geometry();
3085         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3086         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3087         __rcu_init_preempt();
3088          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3089
3090         /*
3091          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3092          * this is called early in boot, before either interrupts
3093          * or the scheduler are operational.
3094          */
3095         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3096         for_each_online_cpu(cpu)
3097                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3098         check_cpu_stall_init();
3099 }
3100
3101 #include "rcutree_plugin.h"