]> nv-tegra.nvidia Code Review - linux-2.6.git/blob - kernel/rcutree.c
rcu: Add WARN_ON_ONCE() consistency checks covering state transitions
[linux-2.6.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <asm/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49
50 #include "rcutree.h"
51
52 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
53 static struct lock_class_key rcu_lock_key;
54 struct lockdep_map rcu_lock_map =
55         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock", &rcu_lock_key);
56 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lock_map);
57 #endif
58
59 /* Data structures. */
60
61 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
62         .level = { &name.node[0] }, \
63         .levelcnt = { \
64                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
65                 NUM_RCU_LVL_1, \
66                 NUM_RCU_LVL_2, \
67                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
68         }, \
69         .signaled = RCU_SIGNAL_INIT, \
70         .gpnum = -300, \
71         .completed = -300, \
72         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
73         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
74         .n_force_qs = 0, \
75         .n_force_qs_ngp = 0, \
76 }
77
78 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
79 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
80
81 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
82 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
83
84 extern long rcu_batches_completed_sched(void);
85 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp);
86 static void cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
87                           struct rcu_node *rnp, unsigned long flags);
88 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags);
89 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
90 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp);
91 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
92 static void __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp,
93                                     struct rcu_data *rdp);
94 static void __call_rcu(struct rcu_head *head,
95                        void (*func)(struct rcu_head *rcu),
96                        struct rcu_state *rsp);
97 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
98 static void __cpuinit rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp,
99                                            int preemptable);
100
101 #include "rcutree_plugin.h"
102
103 /*
104  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
105  * how many quiescent states passed, just if there was at least
106  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
107  */
108 void rcu_sched_qs(int cpu)
109 {
110         struct rcu_data *rdp;
111
112         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
113         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
114         barrier();
115         rdp->passed_quiesc = 1;
116         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
117 }
118
119 void rcu_bh_qs(int cpu)
120 {
121         struct rcu_data *rdp;
122
123         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
124         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
125         barrier();
126         rdp->passed_quiesc = 1;
127 }
128
129 #ifdef CONFIG_NO_HZ
130 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
131         .dynticks_nesting = 1,
132         .dynticks = 1,
133 };
134 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
135
136 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
137 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
138 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
139
140 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
141 static int rcu_pending(int cpu);
142
143 /*
144  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
145  */
146 long rcu_batches_completed_sched(void)
147 {
148         return rcu_sched_state.completed;
149 }
150 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
151
152 /*
153  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
154  */
155 long rcu_batches_completed_bh(void)
156 {
157         return rcu_bh_state.completed;
158 }
159 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
160
161 /*
162  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
163  */
164 static int
165 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
166 {
167         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
168 }
169
170 /*
171  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
172  */
173 static int
174 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
175 {
176         /* ACCESS_ONCE() because we are accessing outside of lock. */
177         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
178                ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
179 }
180
181 /*
182  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
183  */
184 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
185 {
186         return &rsp->node[0];
187 }
188
189 #ifdef CONFIG_SMP
190
191 /*
192  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
193  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
194  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
195  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
196  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
197  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
198  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
199  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
200  * each and every time we start a new grace period.
201  */
202 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
203 {
204         /*
205          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
206          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
207          */
208         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
209                 rdp->offline_fqs++;
210                 return 1;
211         }
212
213         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
214         if (rdp->preemptable)
215                 return 0;
216
217         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
218         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
219                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
220         else
221                 set_need_resched();
222         rdp->resched_ipi++;
223         return 0;
224 }
225
226 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
227
228 #ifdef CONFIG_NO_HZ
229
230 /**
231  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
232  *
233  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
234  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
235  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
236  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
237  */
238 void rcu_enter_nohz(void)
239 {
240         unsigned long flags;
241         struct rcu_dynticks *rdtp;
242
243         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
244         local_irq_save(flags);
245         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
246         rdtp->dynticks++;
247         rdtp->dynticks_nesting--;
248         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
249         local_irq_restore(flags);
250 }
251
252 /*
253  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
254  *
255  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
256  * read-side critical sections normally occur.
257  */
258 void rcu_exit_nohz(void)
259 {
260         unsigned long flags;
261         struct rcu_dynticks *rdtp;
262
263         local_irq_save(flags);
264         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
265         rdtp->dynticks++;
266         rdtp->dynticks_nesting++;
267         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
268         local_irq_restore(flags);
269         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
270 }
271
272 /**
273  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
274  *
275  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
276  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
277  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
278  */
279 void rcu_nmi_enter(void)
280 {
281         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
282
283         if (rdtp->dynticks & 0x1)
284                 return;
285         rdtp->dynticks_nmi++;
286         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
287         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
288 }
289
290 /**
291  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
292  *
293  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
294  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
295  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
296  */
297 void rcu_nmi_exit(void)
298 {
299         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
300
301         if (rdtp->dynticks & 0x1)
302                 return;
303         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
304         rdtp->dynticks_nmi++;
305         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
306 }
307
308 /**
309  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
310  *
311  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
312  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
313  */
314 void rcu_irq_enter(void)
315 {
316         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
317
318         if (rdtp->dynticks_nesting++)
319                 return;
320         rdtp->dynticks++;
321         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
322         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
323 }
324
325 /**
326  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
327  *
328  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
329  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
330  * with no ticks.
331  */
332 void rcu_irq_exit(void)
333 {
334         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
335
336         if (--rdtp->dynticks_nesting)
337                 return;
338         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
339         rdtp->dynticks++;
340         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
341
342         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
343         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
344             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
345                 set_need_resched();
346 }
347
348 /*
349  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
350  * dynticks counter manipulations.  Specify "rsp->completed - 1" to
351  * unconditionally invalidate any future dynticks manipulations (which is
352  * useful at the beginning of a grace period).
353  */
354 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
355 {
356         rsp->dynticks_completed = comp;
357 }
358
359 #ifdef CONFIG_SMP
360
361 /*
362  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
363  */
364 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
365 {
366         return rsp->dynticks_completed;
367 }
368
369 /*
370  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
371  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
372  * is already in a quiescent state courtesy of dynticks idle mode.
373  */
374 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
375 {
376         int ret;
377         int snap;
378         int snap_nmi;
379
380         snap = rdp->dynticks->dynticks;
381         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
382         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
383         rdp->dynticks_snap = snap;
384         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
385         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
386         if (ret)
387                 rdp->dynticks_fqs++;
388         return ret;
389 }
390
391 /*
392  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
393  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
394  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
395  * for this same CPU.
396  */
397 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
398 {
399         long curr;
400         long curr_nmi;
401         long snap;
402         long snap_nmi;
403
404         curr = rdp->dynticks->dynticks;
405         snap = rdp->dynticks_snap;
406         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
407         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
408         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
409
410         /*
411          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
412          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
413          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
414          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
415          * read-side critical section that started before the beginning
416          * of the current RCU grace period.
417          */
418         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
419             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
420                 rdp->dynticks_fqs++;
421                 return 1;
422         }
423
424         /* Go check for the CPU being offline. */
425         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
426 }
427
428 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
429
430 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
431
432 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
433 {
434 }
435
436 #ifdef CONFIG_SMP
437
438 /*
439  * If there are no dynticks, then the only way that a CPU can passively
440  * be in a quiescent state is to be offline.  Unlike dynticks idle, which
441  * is a point in time during the prior (already finished) grace period,
442  * an offline CPU is always in a quiescent state, and thus can be
443  * unconditionally applied.  So just return the current value of completed.
444  */
445 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
446 {
447         return rsp->completed;
448 }
449
450 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
451 {
452         return 0;
453 }
454
455 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
456 {
457         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
458 }
459
460 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
461
462 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
463
464 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
465
466 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
467 {
468         rsp->gp_start = jiffies;
469         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
470 }
471
472 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
473 {
474         int cpu;
475         long delta;
476         unsigned long flags;
477         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
478         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
479         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
480
481         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
482
483         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
484         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
485         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || rsp->gpnum == rsp->completed) {
486                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
487                 return;
488         }
489         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
490         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
491
492         /* OK, time to rat on our buddy... */
493
494         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
495         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
496                 rcu_print_task_stall(rnp);
497                 if (rnp_cur->qsmask == 0)
498                         continue;
499                 for (cpu = 0; cpu <= rnp_cur->grphi - rnp_cur->grplo; cpu++)
500                         if (rnp_cur->qsmask & (1UL << cpu))
501                                 printk(" %d", rnp_cur->grplo + cpu);
502         }
503         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
504                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
505         trigger_all_cpu_backtrace();
506
507         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
508 }
509
510 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
511 {
512         unsigned long flags;
513         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
514
515         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
516                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
517         trigger_all_cpu_backtrace();
518
519         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
520         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
521                 rsp->jiffies_stall =
522                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
523         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
524
525         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
526 }
527
528 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
529 {
530         long delta;
531         struct rcu_node *rnp;
532
533         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
534         rnp = rdp->mynode;
535         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
536
537                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
538                 print_cpu_stall(rsp);
539
540         } else if (rsp->gpnum != rsp->completed &&
541                    delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
542
543                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
544                 print_other_cpu_stall(rsp);
545         }
546 }
547
548 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
549
550 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
551 {
552 }
553
554 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
555 {
556 }
557
558 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
559
560 /*
561  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
562  * This is used both when we started the grace period and when we notice
563  * that someone else started the grace period.
564  */
565 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
566 {
567         rdp->qs_pending = 1;
568         rdp->passed_quiesc = 0;
569         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
570 }
571
572 /*
573  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
574  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
575  * on the CPU corresponding to rdp.
576  */
577 static int
578 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
579 {
580         unsigned long flags;
581         int ret = 0;
582
583         local_irq_save(flags);
584         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
585                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
586                 ret = 1;
587         }
588         local_irq_restore(flags);
589         return ret;
590 }
591
592 /*
593  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
594  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
595  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
596  * be disabled.
597  */
598 static void
599 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
600         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
601 {
602         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
603         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
604         struct rcu_node *rnp_cur;
605         struct rcu_node *rnp_end;
606
607         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
608                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
609                 return;
610         }
611
612         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
613         rsp->gpnum++;
614         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
615         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
616         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
617         record_gp_stall_check_time(rsp);
618         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
619         note_new_gpnum(rsp, rdp);
620
621         /*
622          * Because we are first, we know that all our callbacks will
623          * be covered by this upcoming grace period, even the ones
624          * that were registered arbitrarily recently.
625          */
626         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
627         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
628
629         /* Special-case the common single-level case. */
630         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
631                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
632                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
633                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
634                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
635                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
636                 return;
637         }
638
639         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
640
641
642         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
643         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
644
645         /*
646          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
647          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
648          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
649          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
650          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
651          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
652          * grace period is in progress, at least until the corresponding
653          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
654          * CPU-hotplug operations.
655          *
656          * Note that the grace period cannot complete until we finish
657          * the initialization process, as there will be at least one
658          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
659          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
660          * irqs disabled.
661          */
662         rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
663         for (rnp_cur = &rsp->node[0]; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
664                 spin_lock(&rnp_cur->lock);      /* irqs already disabled. */
665                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
666                 rnp_cur->qsmask = rnp_cur->qsmaskinit;
667                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
668                 spin_unlock(&rnp_cur->lock);    /* irqs already disabled. */
669         }
670
671         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
672         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
673 }
674
675 /*
676  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
677  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
678  * belongs.
679  */
680 static void
681 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
682 {
683         long completed_snap;
684         unsigned long flags;
685
686         local_irq_save(flags);
687         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
688
689         /* Did another grace period end? */
690         if (rdp->completed != completed_snap) {
691
692                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
693                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
694                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
695                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
696
697                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
698                 rdp->completed = completed_snap;
699         }
700         local_irq_restore(flags);
701 }
702
703 /*
704  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
705  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
706  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
707  */
708 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
709         __releases(rnp->lock)
710 {
711         WARN_ON_ONCE(rsp->completed == rsp->gpnum);
712         rsp->completed = rsp->gpnum;
713         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
714         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
715 }
716
717 /*
718  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
719  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
720  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
721  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
722  * before return.
723  */
724 static void
725 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
726               unsigned long flags)
727         __releases(rnp->lock)
728 {
729         struct rcu_node *rnp_c;
730
731         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
732         for (;;) {
733                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
734
735                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
736                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
737                         return;
738                 }
739                 rnp->qsmask &= ~mask;
740                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
741
742                         /* Other bits still set at this level, so done. */
743                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
744                         return;
745                 }
746                 mask = rnp->grpmask;
747                 if (rnp->parent == NULL) {
748
749                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
750
751                         break;
752                 }
753                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
754                 rnp_c = rnp;
755                 rnp = rnp->parent;
756                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
757                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
758         }
759
760         /*
761          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
762          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
763          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
764          */
765         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
766 }
767
768 /*
769  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
770  * the current CPU or an offline CPU.  The lastcomp argument is used to
771  * make sure we are still in the grace period of interest.  We don't want
772  * to end the current grace period based on quiescent states detected in
773  * an earlier grace period!
774  */
775 static void
776 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
777 {
778         unsigned long flags;
779         unsigned long mask;
780         struct rcu_node *rnp;
781
782         rnp = rdp->mynode;
783         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
784         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
785
786                 /*
787                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
788                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
789                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
790                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
791                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
792                  * occurred.
793                  */
794                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
795                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
796                 return;
797         }
798         mask = rdp->grpmask;
799         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
800                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
801         } else {
802                 rdp->qs_pending = 0;
803
804                 /*
805                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
806                  * callbacks can be processed during the next GP.
807                  */
808                 rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
809                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
810
811                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
812         }
813 }
814
815 /*
816  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
817  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
818  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
819  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
820  */
821 static void
822 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
823 {
824         /* If there is now a new grace period, record and return. */
825         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
826                 return;
827
828         /*
829          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
830          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
831          */
832         if (!rdp->qs_pending)
833                 return;
834
835         /*
836          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
837          * period? If no, then exit and wait for the next call.
838          */
839         if (!rdp->passed_quiesc)
840                 return;
841
842         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
843         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
844 }
845
846 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
847
848 /*
849  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
850  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
851  */
852 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
853 {
854         int i;
855         unsigned long flags;
856         long lastcomp;
857         unsigned long mask;
858         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
859         struct rcu_data *rdp_me;
860         struct rcu_node *rnp;
861
862         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
863         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
864
865         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
866         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
867         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
868         do {
869                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
870                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
871                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
872                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
873                         break;
874                 }
875                 rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
876                 mask = rnp->grpmask;
877                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
878                 rnp = rnp->parent;
879         } while (rnp != NULL);
880         lastcomp = rsp->completed;
881
882         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
883
884         /* Being offline is a quiescent state, so go record it. */
885         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
886
887         /*
888          * Move callbacks from the outgoing CPU to the running CPU.
889          * Note that the outgoing CPU is now quiscent, so it is now
890          * (uncharacteristically) safe to access its rcu_data structure.
891          * Note also that we must carefully retain the order of the
892          * outgoing CPU's callbacks in order for rcu_barrier() to work
893          * correctly.  Finally, note that we start all the callbacks
894          * afresh, even those that have passed through a grace period
895          * and are therefore ready to invoke.  The theory is that hotplug
896          * events are rare, and that if they are frequent enough to
897          * indefinitely delay callbacks, you have far worse things to
898          * be worrying about.
899          */
900         rdp_me = rsp->rda[smp_processor_id()];
901         if (rdp->nxtlist != NULL) {
902                 *rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
903                 rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
904                 rdp->nxtlist = NULL;
905                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
906                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
907                 rdp_me->qlen += rdp->qlen;
908                 rdp->qlen = 0;
909         }
910         local_irq_restore(flags);
911 }
912
913 /*
914  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
915  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
916  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
917  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
918  */
919 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
920 {
921         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
922         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
923         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
924 }
925
926 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
927
928 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
929 {
930 }
931
932 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
933
934 /*
935  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
936  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
937  */
938 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
939 {
940         unsigned long flags;
941         struct rcu_head *next, *list, **tail;
942         int count;
943
944         /* If no callbacks are ready, just return.*/
945         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
946                 return;
947
948         /*
949          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
950          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
951          */
952         local_irq_save(flags);
953         list = rdp->nxtlist;
954         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
955         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
956         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
957         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
958                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
959                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
960         local_irq_restore(flags);
961
962         /* Invoke callbacks. */
963         count = 0;
964         while (list) {
965                 next = list->next;
966                 prefetch(next);
967                 list->func(list);
968                 list = next;
969                 if (++count >= rdp->blimit)
970                         break;
971         }
972
973         local_irq_save(flags);
974
975         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
976         rdp->qlen -= count;
977         if (list != NULL) {
978                 *tail = rdp->nxtlist;
979                 rdp->nxtlist = list;
980                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
981                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
982                                 rdp->nxttail[count] = tail;
983                         else
984                                 break;
985         }
986
987         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
988         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
989                 rdp->blimit = blimit;
990
991         local_irq_restore(flags);
992
993         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
994         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
995                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
996 }
997
998 /*
999  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1000  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1001  * Also schedule the RCU softirq handler.
1002  *
1003  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1004  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1005  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1006  */
1007 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1008 {
1009         if (!rcu_pending(cpu))
1010                 return; /* if nothing for RCU to do. */
1011         if (user ||
1012             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1013              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1014
1015                 /*
1016                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1017                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1018                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1019                  * a quiescent state, so note it.
1020                  *
1021                  * No memory barrier is required here because both
1022                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1023                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1024                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1025                  */
1026
1027                 rcu_sched_qs(cpu);
1028                 rcu_bh_qs(cpu);
1029
1030         } else if (!in_softirq()) {
1031
1032                 /*
1033                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1034                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1035                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1036                  * critical section, so note it.
1037                  */
1038
1039                 rcu_bh_qs(cpu);
1040         }
1041         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1042         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1043 }
1044
1045 #ifdef CONFIG_SMP
1046
1047 /*
1048  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1049  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1050  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1051  * because we made it end).
1052  */
1053 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1054                                int (*f)(struct rcu_data *))
1055 {
1056         unsigned long bit;
1057         int cpu;
1058         unsigned long flags;
1059         unsigned long mask;
1060         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
1061         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
1062
1063         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
1064                 mask = 0;
1065                 spin_lock_irqsave(&rnp_cur->lock, flags);
1066                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1067                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1068                         return 1;
1069                 }
1070                 if (rnp_cur->qsmask == 0) {
1071                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1072                         continue;
1073                 }
1074                 cpu = rnp_cur->grplo;
1075                 bit = 1;
1076                 for (; cpu <= rnp_cur->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1077                         if ((rnp_cur->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1078                                 mask |= bit;
1079                 }
1080                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1081
1082                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp_cur->lock. */
1083                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp_cur, flags);
1084                         continue;
1085                 }
1086                 spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1087         }
1088         return 0;
1089 }
1090
1091 /*
1092  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1093  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1094  */
1095 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1096 {
1097         unsigned long flags;
1098         long lastcomp;
1099         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1100         u8 signaled;
1101
1102         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum))
1103                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1104         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1105                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1106                 return; /* Someone else is already on the job. */
1107         }
1108         if (relaxed &&
1109             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1110                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1111         rsp->n_force_qs++;
1112         spin_lock(&rnp->lock);
1113         lastcomp = rsp->completed;
1114         signaled = rsp->signaled;
1115         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1116         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1117                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1118                 spin_unlock(&rnp->lock);
1119                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1120         }
1121         spin_unlock(&rnp->lock);
1122         switch (signaled) {
1123         case RCU_GP_INIT:
1124
1125                 break; /* grace period still initializing, ignore. */
1126
1127         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1128
1129                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1130                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1131
1132                 /* Record dyntick-idle state. */
1133                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1134                                         dyntick_save_progress_counter))
1135                         goto unlock_ret;
1136
1137                 /* Update state, record completion counter. */
1138                 spin_lock(&rnp->lock);
1139                 if (lastcomp == rsp->completed) {
1140                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1141                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1142                 }
1143                 spin_unlock(&rnp->lock);
1144                 break;
1145
1146         case RCU_FORCE_QS:
1147
1148                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1149                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1150                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1151                         goto unlock_ret;
1152
1153                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1154
1155                 break;
1156         }
1157 unlock_ret:
1158         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1159 }
1160
1161 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1162
1163 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1164 {
1165         set_need_resched();
1166 }
1167
1168 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1169
1170 /*
1171  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1172  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1173  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1174  */
1175 static void
1176 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1177 {
1178         unsigned long flags;
1179
1180         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1181
1182         /*
1183          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1184          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1185          */
1186         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1187                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1188
1189         /*
1190          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1191          * period that some other CPU ended.
1192          */
1193         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1194
1195         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1196         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1197
1198         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1199         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1200                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1201                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1202         }
1203
1204         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1205         rcu_do_batch(rdp);
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Do softirq processing for the current CPU.
1210  */
1211 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1212 {
1213         /*
1214          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1215          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1216          * grace-period manipulations below.
1217          */
1218         smp_mb(); /* See above block comment. */
1219
1220         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1221                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1222         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1223         rcu_preempt_process_callbacks();
1224
1225         /*
1226          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1227          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1228          * grace-period manipulations above.
1229          */
1230         smp_mb(); /* See above block comment. */
1231 }
1232
1233 static void
1234 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1235            struct rcu_state *rsp)
1236 {
1237         unsigned long flags;
1238         struct rcu_data *rdp;
1239
1240         head->func = func;
1241         head->next = NULL;
1242
1243         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1244
1245         /*
1246          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1247          * Note that we might see a beginning right after we see an
1248          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1249          * a quiescent state betweentimes.
1250          */
1251         local_irq_save(flags);
1252         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1253         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1254         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1255
1256         /* Add the callback to our list. */
1257         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1258         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1259
1260         /* Start a new grace period if one not already started. */
1261         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum)) {
1262                 unsigned long nestflag;
1263                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1264
1265                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1266                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1267         }
1268
1269         /* Force the grace period if too many callbacks or too long waiting. */
1270         if (unlikely(++rdp->qlen > qhimark)) {
1271                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1272                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1273         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1274                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1275         local_irq_restore(flags);
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1280  */
1281 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1282 {
1283         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1284 }
1285 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1286
1287 /*
1288  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1289  */
1290 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1291 {
1292         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1293 }
1294 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1295
1296 /*
1297  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1298  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1299  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1300  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1301  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1302  */
1303 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1304 {
1305         rdp->n_rcu_pending++;
1306
1307         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1308         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1309
1310         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1311         if (rdp->qs_pending) {
1312                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1313                 return 1;
1314         }
1315
1316         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1317         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1318                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1319                 return 1;
1320         }
1321
1322         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1323         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1324                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1325                 return 1;
1326         }
1327
1328         /* Has another RCU grace period completed?  */
1329         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1330                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1331                 return 1;
1332         }
1333
1334         /* Has a new RCU grace period started? */
1335         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1336                 rdp->n_rp_gp_started++;
1337                 return 1;
1338         }
1339
1340         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1341         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) &&
1342             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1343                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1344                 return 1;
1345         }
1346
1347         /* nothing to do */
1348         rdp->n_rp_need_nothing++;
1349         return 0;
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1354  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1355  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1356  */
1357 static int rcu_pending(int cpu)
1358 {
1359         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1360                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1361                rcu_preempt_pending(cpu);
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1366  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1367  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1368  * an exported member of the RCU API.
1369  */
1370 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1371 {
1372         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1373         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1374                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1375                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1380  */
1381 static void __init
1382 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1383 {
1384         unsigned long flags;
1385         int i;
1386         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1387         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1388
1389         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1390         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1391         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1392         rdp->nxtlist = NULL;
1393         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1394                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1395         rdp->qlen = 0;
1396 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1397         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1398 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1399         rdp->cpu = cpu;
1400         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1405  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1406  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1407  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1408  */
1409 static void __cpuinit
1410 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1411 {
1412         unsigned long flags;
1413         long lastcomp;
1414         unsigned long mask;
1415         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1416         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1417
1418         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1419         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1420         lastcomp = rsp->completed;
1421         rdp->completed = lastcomp;
1422         rdp->gpnum = lastcomp;
1423         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1424         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1425         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1426         rdp->preemptable = preemptable;
1427         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1428         rdp->blimit = blimit;
1429         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1430
1431         /*
1432          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1433          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1434          */
1435
1436         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1437         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1438
1439         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1440         rnp = rdp->mynode;
1441         mask = rdp->grpmask;
1442         do {
1443                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1444                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1445                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1446                 mask = rnp->grpmask;
1447                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1448                 rnp = rnp->parent;
1449         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1450
1451         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
1452
1453         /*
1454          * A new grace period might start here.  If so, we will be part of
1455          * it, and its gpnum will be greater than ours, so we will
1456          * participate.  It is also possible for the gpnum to have been
1457          * incremented before this function was called, and the bitmasks
1458          * to not be filled out until now, in which case we will also
1459          * participate due to our gpnum being behind.
1460          */
1461
1462         /* Since it is coming online, the CPU is in a quiescent state. */
1463         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
1464         local_irq_restore(flags);
1465 }
1466
1467 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1468 {
1469         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1470         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1471         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Handle CPU online/offline notification events.
1476  */
1477 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1478                              unsigned long action, void *hcpu)
1479 {
1480         long cpu = (long)hcpu;
1481
1482         switch (action) {
1483         case CPU_UP_PREPARE:
1484         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1485                 rcu_online_cpu(cpu);
1486                 break;
1487         case CPU_DEAD:
1488         case CPU_DEAD_FROZEN:
1489         case CPU_UP_CANCELED:
1490         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1491                 rcu_offline_cpu(cpu);
1492                 break;
1493         default:
1494                 break;
1495         }
1496         return NOTIFY_OK;
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1501  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1502  */
1503 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1504 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1505 {
1506         int i;
1507
1508         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1509                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1510 }
1511 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1512 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1513 {
1514         int ccur;
1515         int cprv;
1516         int i;
1517
1518         cprv = NR_CPUS;
1519         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1520                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1521                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1522                 cprv = ccur;
1523         }
1524 }
1525 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1526
1527 /*
1528  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1529  */
1530 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1531 {
1532         int cpustride = 1;
1533         int i;
1534         int j;
1535         struct rcu_node *rnp;
1536
1537         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1538
1539         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1540                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1541         rcu_init_levelspread(rsp);
1542
1543         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1544
1545         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1546                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1547                 rnp = rsp->level[i];
1548                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1549                         spin_lock_init(&rnp->lock);
1550                         rnp->gpnum = 0;
1551                         rnp->qsmask = 0;
1552                         rnp->qsmaskinit = 0;
1553                         rnp->grplo = j * cpustride;
1554                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1555                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1556                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1557                         if (i == 0) {
1558                                 rnp->grpnum = 0;
1559                                 rnp->grpmask = 0;
1560                                 rnp->parent = NULL;
1561                         } else {
1562                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1563                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1564                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1565                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1566                         }
1567                         rnp->level = i;
1568                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1569                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1570                 }
1571         }
1572 }
1573
1574 /*
1575  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1576  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1577  * structure.
1578  */
1579 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1580 do { \
1581         rcu_init_one(rsp); \
1582         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1583         j = 0; \
1584         for_each_possible_cpu(i) { \
1585                 if (i > rnp[j].grphi) \
1586                         j++; \
1587                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1588                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1589                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1590         } \
1591 } while (0)
1592
1593 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
1594
1595 void __init __rcu_init_preempt(void)
1596 {
1597         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1598         int j;
1599         struct rcu_node *rnp;
1600
1601         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_preempt_state, rcu_preempt_data);
1602 }
1603
1604 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1605
1606 void __init __rcu_init_preempt(void)
1607 {
1608 }
1609
1610 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1611
1612 void __init __rcu_init(void)
1613 {
1614         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1615         int j;
1616         struct rcu_node *rnp;
1617
1618         rcu_bootup_announce();
1619 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1620         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1621 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1622         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1623         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1624         __rcu_init_preempt();
1625         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1626 }
1627
1628 module_param(blimit, int, 0);
1629 module_param(qhimark, int, 0);
1630 module_param(qlowmark, int, 0);