]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/rcutree.c
rcu: Place pointer to call_rcu() in rcu_data structure
[karo-tx-linux.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
56 #include "rcutree.h"
57 #include <trace/events/rcu.h>
58
59 #include "rcu.h"
60
61 /* Data structures. */
62
63 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
64
65 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, cr) { \
66         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
67         .call = cr, \
68         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
69         .gpnum = -300, \
70         .completed = -300, \
71         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.onofflock), \
72         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
73         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
74         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.fqslock), \
75         .n_force_qs = 0, \
76         .n_force_qs_ngp = 0, \
77         .name = #sname, \
78 }
79
80 struct rcu_state rcu_sched_state =
81         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, call_rcu_sched);
82 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
83
84 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, call_rcu_bh);
85 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
86
87 static struct rcu_state *rcu_state;
88
89 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
90 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
91 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0);
92 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
93 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
94         NUM_RCU_LVL_0,
95         NUM_RCU_LVL_1,
96         NUM_RCU_LVL_2,
97         NUM_RCU_LVL_3,
98         NUM_RCU_LVL_4,
99 };
100 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
101
102 /*
103  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
104  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
105  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
106  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
107  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
108  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
109  * positives from lockdep-RCU error checking.
110  */
111 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
112 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
113
114 /*
115  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
116  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
117  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
118  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
119  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
120  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
121  *
122  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
123  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
124  * a time.
125  */
126 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
127
128 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
129
130 /*
131  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
132  * handle all flavors of RCU.
133  */
134 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
135 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
136 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
137 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
138 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
139
140 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
141
142 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
143 static void invoke_rcu_core(void);
144 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
145
146 /*
147  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
148  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
149  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
150  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
151  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
152  * These variables enable correlating rcutorture output with the
153  * RCU tracing information.
154  */
155 unsigned long rcutorture_testseq;
156 unsigned long rcutorture_vernum;
157
158 /* State information for rcu_barrier() and friends. */
159
160 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
161 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
162 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
163 static struct completion rcu_barrier_completion;
164
165 /*
166  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
167  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
168  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
169  */
170 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
171 {
172         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
173 }
174
175 /*
176  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
177  * how many quiescent states passed, just if there was at least
178  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
179  * The caller must have disabled preemption.
180  */
181 void rcu_sched_qs(int cpu)
182 {
183         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
184
185         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
186         barrier();
187         if (rdp->passed_quiesce == 0)
188                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
189         rdp->passed_quiesce = 1;
190 }
191
192 void rcu_bh_qs(int cpu)
193 {
194         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
195
196         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
197         barrier();
198         if (rdp->passed_quiesce == 0)
199                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
200         rdp->passed_quiesce = 1;
201 }
202
203 /*
204  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
205  * and requires special handling for preemptible RCU.
206  * The caller must have disabled preemption.
207  */
208 void rcu_note_context_switch(int cpu)
209 {
210         trace_rcu_utilization("Start context switch");
211         rcu_sched_qs(cpu);
212         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
213         trace_rcu_utilization("End context switch");
214 }
215 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
216
217 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
218         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
219         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
220 };
221
222 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
223 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
224 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
225
226 module_param(blimit, int, 0);
227 module_param(qhimark, int, 0);
228 module_param(qlowmark, int, 0);
229
230 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
231 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
232
233 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
234 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
235
236 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
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, 0);
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, 0);
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] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
316 }
317
318 /*
319  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
320  */
321 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
322 {
323         return &rsp->node[0];
324 }
325
326 /*
327  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
328  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
329  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
330  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
331  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
332  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
333  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
334  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
335  * each and every time we start a new grace period.
336  */
337 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
338 {
339         /*
340          * If the CPU is offline for more than a jiffy, it is in a quiescent
341          * state.  We can trust its state not to change because interrupts
342          * are disabled.  The reason for the jiffy's worth of slack is to
343          * handle CPUs initializing on the way up and finding their way
344          * to the idle loop on the way down.
345          */
346         if (cpu_is_offline(rdp->cpu) &&
347             ULONG_CMP_LT(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies)) {
348                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
349                 rdp->offline_fqs++;
350                 return 1;
351         }
352         return 0;
353 }
354
355 /*
356  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
357  *
358  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
359  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
360  * The caller must have disabled interrupts.
361  */
362 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
363 {
364         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
365         if (!is_idle_task(current)) {
366                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
367
368                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
369                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
370                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
371                           current->pid, current->comm,
372                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
373         }
374         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
375         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
376         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
377         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
378         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
379         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
380
381         /*
382          * The idle task is not permitted to enter the idle loop while
383          * in an RCU read-side critical section.
384          */
385         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
386                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
387         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
388                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
389         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
390                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
391 }
392
393 /**
394  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
395  *
396  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
397  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
398  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
399  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
400  *
401  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
402  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
403  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
404  */
405 void rcu_idle_enter(void)
406 {
407         unsigned long flags;
408         long long oldval;
409         struct rcu_dynticks *rdtp;
410
411         local_irq_save(flags);
412         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
413         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
414         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
415         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
416                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
417         else
418                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
419         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
420         local_irq_restore(flags);
421 }
422 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
423
424 /**
425  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
426  *
427  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
428  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
429  * sections can occur.
430  *
431  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
432  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
433  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
434  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
435  *
436  * Use things like work queues to work around this limitation.
437  *
438  * You have been warned.
439  */
440 void rcu_irq_exit(void)
441 {
442         unsigned long flags;
443         long long oldval;
444         struct rcu_dynticks *rdtp;
445
446         local_irq_save(flags);
447         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
448         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
449         rdtp->dynticks_nesting--;
450         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
451         if (rdtp->dynticks_nesting)
452                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
453         else
454                 rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
455         local_irq_restore(flags);
456 }
457
458 /*
459  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
460  *
461  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
462  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
463  * The caller must have disabled interrupts.
464  */
465 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
466 {
467         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
468         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
469         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
470         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
471         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
472         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
473         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
474         if (!is_idle_task(current)) {
475                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
476
477                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
478                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
479                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
480                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
481                           current->pid, current->comm,
482                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
483         }
484 }
485
486 /**
487  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
488  *
489  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
490  * read-side critical sections can occur.
491  *
492  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
493  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
494  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
495  * now starting.
496  */
497 void rcu_idle_exit(void)
498 {
499         unsigned long flags;
500         struct rcu_dynticks *rdtp;
501         long long oldval;
502
503         local_irq_save(flags);
504         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
505         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
506         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
507         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
508                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
509         else
510                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
511         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
512         local_irq_restore(flags);
513 }
514 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
515
516 /**
517  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
518  *
519  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
520  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
521  * sections can occur.
522  *
523  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
524  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
525  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
526  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
527  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
528  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
529  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
530  *
531  * Use things like work queues to work around this limitation.
532  *
533  * You have been warned.
534  */
535 void rcu_irq_enter(void)
536 {
537         unsigned long flags;
538         struct rcu_dynticks *rdtp;
539         long long oldval;
540
541         local_irq_save(flags);
542         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
543         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
544         rdtp->dynticks_nesting++;
545         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
546         if (oldval)
547                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
548         else
549                 rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
550         local_irq_restore(flags);
551 }
552
553 /**
554  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
555  *
556  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
557  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
558  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
559  */
560 void rcu_nmi_enter(void)
561 {
562         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
563
564         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
565             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
566                 return;
567         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
568         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
569         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
570         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
571         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
572         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
573 }
574
575 /**
576  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
577  *
578  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
579  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
580  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
581  */
582 void rcu_nmi_exit(void)
583 {
584         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
585
586         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
587             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
588                 return;
589         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
590         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
591         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
592         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
593         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
594 }
595
596 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
597
598 /**
599  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
600  *
601  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
602  * or NMI handler, return true.
603  */
604 int rcu_is_cpu_idle(void)
605 {
606         int ret;
607
608         preempt_disable();
609         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
610         preempt_enable();
611         return ret;
612 }
613 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
614
615 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
616
617 /*
618  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
619  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
620  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
621  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
622  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
623  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
624  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
625  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
626  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
627  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
628  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
629  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
630  * notifiers.
631  *
632  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
633  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
634  *
635  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
636  * errors from NMI handlers anyway.
637  */
638 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
639 {
640         struct rcu_data *rdp;
641         struct rcu_node *rnp;
642         bool ret;
643
644         if (in_nmi())
645                 return 1;
646         preempt_disable();
647         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
648         rnp = rdp->mynode;
649         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
650               !rcu_scheduler_fully_active;
651         preempt_enable();
652         return ret;
653 }
654 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
655
656 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
657
658 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
659
660 /**
661  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
662  *
663  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
664  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
665  * disabled preemption.
666  */
667 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
668 {
669         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
670 }
671
672 /*
673  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
674  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
675  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
676  */
677 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
678 {
679         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
680         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
681 }
682
683 /*
684  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
685  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
686  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
687  * for this same CPU.
688  */
689 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
690 {
691         unsigned int curr;
692         unsigned int snap;
693
694         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
695         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
696
697         /*
698          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
699          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
700          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
701          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
702          * read-side critical section that started before the beginning
703          * of the current RCU grace period.
704          */
705         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
706                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
707                 rdp->dynticks_fqs++;
708                 return 1;
709         }
710
711         /* Go check for the CPU being offline. */
712         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
713 }
714
715 static int jiffies_till_stall_check(void)
716 {
717         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
718
719         /*
720          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
721          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
722          */
723         if (till_stall_check < 3) {
724                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
725                 till_stall_check = 3;
726         } else if (till_stall_check > 300) {
727                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
728                 till_stall_check = 300;
729         }
730         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
731 }
732
733 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
734 {
735         rsp->gp_start = jiffies;
736         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
737 }
738
739 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
740 {
741         int cpu;
742         long delta;
743         unsigned long flags;
744         int ndetected;
745         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
746
747         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
748
749         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
750         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
751         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
752                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
753                 return;
754         }
755         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
756         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
757
758         /*
759          * OK, time to rat on our buddy...
760          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
761          * RCU CPU stall warnings.
762          */
763         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
764                rsp->name);
765         print_cpu_stall_info_begin();
766         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
767                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
768                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
769                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
770                 if (rnp->qsmask == 0)
771                         continue;
772                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
773                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
774                                 print_cpu_stall_info(rsp, rnp->grplo + cpu);
775                                 ndetected++;
776                         }
777         }
778
779         /*
780          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
781          * due to CPU offlining.
782          */
783         rnp = rcu_get_root(rsp);
784         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
785         ndetected = rcu_print_task_stall(rnp);
786         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
787
788         print_cpu_stall_info_end();
789         printk(KERN_CONT "(detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
790                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
791         if (ndetected == 0)
792                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
793         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
794                 dump_stack();
795
796         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
797
798         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
799
800         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
801 }
802
803 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
804 {
805         unsigned long flags;
806         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
807
808         /*
809          * OK, time to rat on ourselves...
810          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
811          * RCU CPU stall warnings.
812          */
813         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
814         print_cpu_stall_info_begin();
815         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
816         print_cpu_stall_info_end();
817         printk(KERN_CONT " (t=%lu jiffies)\n", jiffies - rsp->gp_start);
818         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
819                 dump_stack();
820
821         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
822         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
823                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
824                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
825         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
826
827         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
828 }
829
830 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
831 {
832         unsigned long j;
833         unsigned long js;
834         struct rcu_node *rnp;
835
836         if (rcu_cpu_stall_suppress)
837                 return;
838         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
839         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
840         rnp = rdp->mynode;
841         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
842
843                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
844                 print_cpu_stall(rsp);
845
846         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
847                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
848
849                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
850                 print_other_cpu_stall(rsp);
851         }
852 }
853
854 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
855 {
856         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
857         return NOTIFY_DONE;
858 }
859
860 /**
861  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
862  *
863  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
864  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
865  * RCU grace periods.
866  *
867  * The caller must disable hard irqs.
868  */
869 void rcu_cpu_stall_reset(void)
870 {
871         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
872         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
873         rcu_preempt_stall_reset();
874 }
875
876 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
877         .notifier_call = rcu_panic,
878 };
879
880 static void __init check_cpu_stall_init(void)
881 {
882         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
883 }
884
885 /*
886  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
887  * This is used both when we started the grace period and when we notice
888  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
889  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
890  *  and must have irqs disabled.
891  */
892 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
893 {
894         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
895                 /*
896                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
897                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
898                  * go looking for one.
899                  */
900                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
901                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
902                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
903                         rdp->qs_pending = 1;
904                         rdp->passed_quiesce = 0;
905                 } else
906                         rdp->qs_pending = 0;
907                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
908         }
909 }
910
911 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
912 {
913         unsigned long flags;
914         struct rcu_node *rnp;
915
916         local_irq_save(flags);
917         rnp = rdp->mynode;
918         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
919             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
920                 local_irq_restore(flags);
921                 return;
922         }
923         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
924         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
925 }
926
927 /*
928  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
929  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
930  * on the CPU corresponding to rdp.
931  */
932 static int
933 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
934 {
935         unsigned long flags;
936         int ret = 0;
937
938         local_irq_save(flags);
939         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
940                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
941                 ret = 1;
942         }
943         local_irq_restore(flags);
944         return ret;
945 }
946
947 /*
948  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
949  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
950  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
951  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
952  */
953 static void
954 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
955 {
956         /* Did another grace period end? */
957         if (rdp->completed != rnp->completed) {
958
959                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
960                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
961                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
962                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
963
964                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
965                 rdp->completed = rnp->completed;
966                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
967
968                 /*
969                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
970                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
971                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
972                  * spurious new grace periods.  If another grace period
973                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
974                  * we will detect this later on.
975                  */
976                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
977                         rdp->gpnum = rdp->completed;
978
979                 /*
980                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
981                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
982                  */
983                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
984                         rdp->qs_pending = 0;
985         }
986 }
987
988 /*
989  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
990  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
991  * belongs.
992  */
993 static void
994 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
995 {
996         unsigned long flags;
997         struct rcu_node *rnp;
998
999         local_irq_save(flags);
1000         rnp = rdp->mynode;
1001         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1002             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1003                 local_irq_restore(flags);
1004                 return;
1005         }
1006         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1007         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1012  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1013  * this CPU.
1014  */
1015 static void
1016 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1017 {
1018         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1019         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1020
1021         /*
1022          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
1023          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
1024          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
1025          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
1026          *
1027          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
1028          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
1029          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
1030          * by the next RCU grace period.
1031          */
1032         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1033         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1034
1035         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1036         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1041  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1042  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1043  * be disabled.
1044  *
1045  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1046  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1047  * quiescent state.
1048  */
1049 static void
1050 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1051         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1052 {
1053         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1054         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1055
1056         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
1057             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1058                 /*
1059                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
1060                  * non-idle task or this CPU does not need another
1061                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
1062                  * period.
1063                  */
1064                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1065                 return;
1066         }
1067
1068         if (rsp->fqs_active) {
1069                 /*
1070                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
1071                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
1072                  */
1073                 rsp->fqs_need_gp = 1;
1074                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1075                 return;
1076         }
1077
1078         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1079         rsp->gpnum++;
1080         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1081         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
1082         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
1083         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1084         record_gp_stall_check_time(rsp);
1085         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
1086
1087         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1088         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
1089
1090         /*
1091          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1092          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1093          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
1094          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
1095          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
1096          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
1097          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1098          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1099          * CPU-hotplug operations.
1100          *
1101          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1102          * the initialization process, as there will be at least one
1103          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1104          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1105          * irqs disabled.
1106          */
1107         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1108                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1109                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1110                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1111                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1112                 rnp->completed = rsp->completed;
1113                 if (rnp == rdp->mynode)
1114                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1115                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1116                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1117                                             rnp->level, rnp->grplo,
1118                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1119                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1120         }
1121
1122         rnp = rcu_get_root(rsp);
1123         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1124         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1125         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1126         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1127 }
1128
1129 /*
1130  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1131  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1132  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1133  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1134  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1135  */
1136 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1137         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1138 {
1139         unsigned long gp_duration;
1140         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1141         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1142
1143         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1144
1145         /*
1146          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1147          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1148          */
1149         smp_mb(); /* See above block comment. */
1150         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1151         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1152                 rsp->gp_max = gp_duration;
1153
1154         /*
1155          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1156          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1157          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1158          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1159          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1160          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1161          *
1162          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1163          * care of this while initializing the next grace period.
1164          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1165          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1166          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1167          * completed.
1168          */
1169         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1170                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1171
1172                 /*
1173                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1174                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1175                  * of the next grace period to process their callbacks.
1176                  */
1177                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1178                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1179                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1180                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1181                 }
1182                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1183                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1184         }
1185
1186         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1187         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1188         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1189         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1194  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1195  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1196  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1197  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1198  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1199  */
1200 static void
1201 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1202                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1203         __releases(rnp->lock)
1204 {
1205         struct rcu_node *rnp_c;
1206
1207         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1208         for (;;) {
1209                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1210
1211                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1212                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1213                         return;
1214                 }
1215                 rnp->qsmask &= ~mask;
1216                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1217                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1218                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1219                                                  !!rnp->gp_tasks);
1220                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1221
1222                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1223                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1224                         return;
1225                 }
1226                 mask = rnp->grpmask;
1227                 if (rnp->parent == NULL) {
1228
1229                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1230
1231                         break;
1232                 }
1233                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1234                 rnp_c = rnp;
1235                 rnp = rnp->parent;
1236                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1237                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1238         }
1239
1240         /*
1241          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1242          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1243          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1244          */
1245         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1246 }
1247
1248 /*
1249  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1250  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1251  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1252  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1253  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1254  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1255  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1256  */
1257 static void
1258 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1259 {
1260         unsigned long flags;
1261         unsigned long mask;
1262         struct rcu_node *rnp;
1263
1264         rnp = rdp->mynode;
1265         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1266         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1267
1268                 /*
1269                  * The grace period in which this quiescent state was
1270                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1271                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1272                  * within the current grace period.
1273                  */
1274                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1275                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1276                 return;
1277         }
1278         mask = rdp->grpmask;
1279         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1280                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1281         } else {
1282                 rdp->qs_pending = 0;
1283
1284                 /*
1285                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1286                  * callbacks can be processed during the next GP.
1287                  */
1288                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1289
1290                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1291         }
1292 }
1293
1294 /*
1295  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1296  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1297  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1298  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1299  */
1300 static void
1301 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1302 {
1303         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1304         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1305                 return;
1306
1307         /*
1308          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1309          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1310          */
1311         if (!rdp->qs_pending)
1312                 return;
1313
1314         /*
1315          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1316          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1317          */
1318         if (!rdp->passed_quiesce)
1319                 return;
1320
1321         /*
1322          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1323          * judge of that).
1324          */
1325         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1326 }
1327
1328 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1329
1330 /*
1331  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1332  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1333  * ->onofflock.
1334  */
1335 static void
1336 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1337                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1338 {
1339         int i;
1340
1341         /*
1342          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1343          * because ->onofflock excludes _rcu_barrier()'s adoption of
1344          * the callbacks, thus no memory barrier is required.
1345          */
1346         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1347                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1348                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1349                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1350                 rdp->qlen_lazy = 0;
1351                 rdp->qlen = 0;
1352         }
1353
1354         /*
1355          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1356          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1357          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1358          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1359          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1360          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1361          * we just reset the whole thing later on.
1362          */
1363         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1364                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1365                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1366                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1367         }
1368
1369         /*
1370          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1371          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1372          * required to pass though another grace period: They are done.
1373          */
1374         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1375                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1376                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1377         }
1378
1379         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1380         rdp->nxtlist = NULL;
1381         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1382                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1387  * orphanage.  The caller must hold the ->onofflock.
1388  */
1389 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1390 {
1391         int i;
1392         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1393
1394         /*
1395          * If there is an rcu_barrier() operation in progress, then
1396          * only the task doing that operation is permitted to adopt
1397          * callbacks.  To do otherwise breaks rcu_barrier() and friends
1398          * by causing them to fail to wait for the callbacks in the
1399          * orphanage.
1400          */
1401         if (rsp->rcu_barrier_in_progress &&
1402             rsp->rcu_barrier_in_progress != current)
1403                 return;
1404
1405         /* Do the accounting first. */
1406         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1407         rdp->qlen += rsp->qlen;
1408         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1409         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1410                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1411         rsp->qlen_lazy = 0;
1412         rsp->qlen = 0;
1413
1414         /*
1415          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1416          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1417          * we are the task doing the rcu_barrier().
1418          */
1419
1420         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1421         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1422                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1423                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1424                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1425                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1426                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1427                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1428                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1429         }
1430
1431         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1432         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1433                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1434                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1435                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1436                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1437         }
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1442  */
1443 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1444 {
1445         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1446         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1447         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1448
1449         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1450         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1451                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1452                                "cpuofl");
1453 }
1454
1455 /*
1456  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1457  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1458  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1459  * adopting them, if there is no _rcu_barrier() instance running.
1460  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1461  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1462  */
1463 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1464 {
1465         unsigned long flags;
1466         unsigned long mask;
1467         int need_report = 0;
1468         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1469         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1470
1471         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1472         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1473         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1474
1475         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1476
1477         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1478         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1479
1480         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1481         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1482         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1483
1484         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1485         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1486         do {
1487                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1488                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1489                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1490                         if (rnp != rdp->mynode)
1491                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1492                         break;
1493                 }
1494                 if (rnp == rdp->mynode)
1495                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1496                 else
1497                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1498                 mask = rnp->grpmask;
1499                 rnp = rnp->parent;
1500         } while (rnp != NULL);
1501
1502         /*
1503          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1504          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1505          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1506          * held leads to deadlock.
1507          */
1508         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1509         rnp = rdp->mynode;
1510         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1511                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1512         else
1513                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1514         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1515                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1516 }
1517
1518 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1519
1520 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1521 {
1522 }
1523
1524 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1525 {
1526 }
1527
1528 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1529 {
1530 }
1531
1532 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1533
1534 /*
1535  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1536  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1537  */
1538 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1539 {
1540         unsigned long flags;
1541         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1542         int bl, count, count_lazy, i;
1543
1544         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1545         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1546                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1547                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1548                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1549                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1550                 return;
1551         }
1552
1553         /*
1554          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1555          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1556          */
1557         local_irq_save(flags);
1558         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1559         bl = rdp->blimit;
1560         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1561         list = rdp->nxtlist;
1562         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1563         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1564         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1565         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1566                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1567                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1568         local_irq_restore(flags);
1569
1570         /* Invoke callbacks. */
1571         count = count_lazy = 0;
1572         while (list) {
1573                 next = list->next;
1574                 prefetch(next);
1575                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1576                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1577                         count_lazy++;
1578                 list = next;
1579                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1580                 if (++count >= bl &&
1581                     (need_resched() ||
1582                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1583                         break;
1584         }
1585
1586         local_irq_save(flags);
1587         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1588                             is_idle_task(current),
1589                             rcu_is_callbacks_kthread());
1590
1591         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1592         if (list != NULL) {
1593                 *tail = rdp->nxtlist;
1594                 rdp->nxtlist = list;
1595                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1596                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1597                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1598                         else
1599                                 break;
1600         }
1601         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1602         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1603         rdp->qlen -= count;
1604         rdp->n_cbs_invoked += count;
1605
1606         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1607         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1608                 rdp->blimit = blimit;
1609
1610         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1611         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1612                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1613                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1614         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1615                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1616
1617         local_irq_restore(flags);
1618
1619         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1620         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1621                 invoke_rcu_core();
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1626  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1627  * Also schedule RCU core processing.
1628  *
1629  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1630  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1631  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1632  */
1633 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1634 {
1635         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1636         increment_cpu_stall_ticks();
1637         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1638
1639                 /*
1640                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1641                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1642                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1643                  * a quiescent state, so note it.
1644                  *
1645                  * No memory barrier is required here because both
1646                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1647                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1648                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1649                  */
1650
1651                 rcu_sched_qs(cpu);
1652                 rcu_bh_qs(cpu);
1653
1654         } else if (!in_softirq()) {
1655
1656                 /*
1657                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1658                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1659                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1660                  * critical section, so note it.
1661                  */
1662
1663                 rcu_bh_qs(cpu);
1664         }
1665         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1666         if (rcu_pending(cpu))
1667                 invoke_rcu_core();
1668         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1673  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1674  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1675  *
1676  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1677  */
1678 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1679 {
1680         unsigned long bit;
1681         int cpu;
1682         unsigned long flags;
1683         unsigned long mask;
1684         struct rcu_node *rnp;
1685
1686         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1687                 mask = 0;
1688                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1689                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1690                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1691                         return;
1692                 }
1693                 if (rnp->qsmask == 0) {
1694                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1695                         continue;
1696                 }
1697                 cpu = rnp->grplo;
1698                 bit = 1;
1699                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1700                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1701                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1702                                 mask |= bit;
1703                 }
1704                 if (mask != 0) {
1705
1706                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1707                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1708                         continue;
1709                 }
1710                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1711         }
1712         rnp = rcu_get_root(rsp);
1713         if (rnp->qsmask == 0) {
1714                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1715                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1716         }
1717 }
1718
1719 /*
1720  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1721  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1722  */
1723 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1724 {
1725         unsigned long flags;
1726         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1727
1728         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1729         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1730                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1731                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1732         }
1733         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1734                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1735                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1736                 return; /* Someone else is already on the job. */
1737         }
1738         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1739                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1740         rsp->n_force_qs++;
1741         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1742         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1743         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1744                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1745                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1746                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1747         }
1748         rsp->fqs_active = 1;
1749         switch (rsp->fqs_state) {
1750         case RCU_GP_IDLE:
1751         case RCU_GP_INIT:
1752
1753                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1754
1755         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1756                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1757                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1758
1759                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1760
1761                 /* Record dyntick-idle state. */
1762                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1763                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1764                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1765                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1766                 break;
1767
1768         case RCU_FORCE_QS:
1769
1770                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1771                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1772                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1773
1774                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1775
1776                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1777                 break;
1778         }
1779         rsp->fqs_active = 0;
1780         if (rsp->fqs_need_gp) {
1781                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1782                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1783                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1784                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1785                 return;
1786         }
1787         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1788 unlock_fqs_ret:
1789         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1790         trace_rcu_utilization("End fqs");
1791 }
1792
1793 /*
1794  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1795  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1796  * whom the rdp belongs.
1797  */
1798 static void
1799 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1800 {
1801         unsigned long flags;
1802
1803         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1804
1805         /*
1806          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1807          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1808          */
1809         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1810                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1811
1812         /*
1813          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1814          * period that some other CPU ended.
1815          */
1816         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1817
1818         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1819         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1820
1821         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1822         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1823                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1824                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1825         }
1826
1827         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1828         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1829                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1830 }
1831
1832 /*
1833  * Do RCU core processing for the current CPU.
1834  */
1835 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1836 {
1837         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1838         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1839                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1840         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1841         rcu_preempt_process_callbacks();
1842         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1843 }
1844
1845 /*
1846  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1847  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1848  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1849  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1850  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1851  */
1852 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1853 {
1854         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1855                 return;
1856         if (likely(!rsp->boost)) {
1857                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1858                 return;
1859         }
1860         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1861 }
1862
1863 static void invoke_rcu_core(void)
1864 {
1865         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1866 }
1867
1868 static void
1869 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1870            struct rcu_state *rsp, bool lazy)
1871 {
1872         unsigned long flags;
1873         struct rcu_data *rdp;
1874
1875         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
1876         debug_rcu_head_queue(head);
1877         head->func = func;
1878         head->next = NULL;
1879
1880         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1881
1882         /*
1883          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1884          * Note that we might see a beginning right after we see an
1885          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1886          * a quiescent state betweentimes.
1887          */
1888         local_irq_save(flags);
1889         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1890
1891         /* Add the callback to our list. */
1892         rdp->qlen++;
1893         if (lazy)
1894                 rdp->qlen_lazy++;
1895         else
1896                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1897         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
1898         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1899         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1900
1901         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1902                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1903                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1904         else
1905                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1906
1907         /* If interrupts were disabled, don't dive into RCU core. */
1908         if (irqs_disabled_flags(flags)) {
1909                 local_irq_restore(flags);
1910                 return;
1911         }
1912
1913         /*
1914          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1915          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1916          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1917          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1918          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1919          */
1920         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1921
1922                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1923                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1924                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1925
1926                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1927                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1928                         unsigned long nestflag;
1929                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1930
1931                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1932                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1933                 } else {
1934                         /* Give the grace period a kick. */
1935                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1936                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1937                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1938                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1939                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1940                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1941                 }
1942         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1943                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1944         local_irq_restore(flags);
1945 }
1946
1947 /*
1948  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1949  */
1950 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1951 {
1952         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 0);
1953 }
1954 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1955
1956 /*
1957  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
1958  */
1959 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1960 {
1961         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, 0);
1962 }
1963 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1964
1965 /*
1966  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
1967  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
1968  * if there is only one CPU online at any point time during execution
1969  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
1970  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
1971  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
1972  * some overhead: RCU still operates correctly.
1973  *
1974  * Of course, sampling num_online_cpus() with preemption enabled can
1975  * give erroneous results if there are concurrent CPU-hotplug operations.
1976  * For example, given a demonic sequence of preemptions in num_online_cpus()
1977  * and CPU-hotplug operations, there could be two or more CPUs online at
1978  * all times, but num_online_cpus() might well return one (or even zero).
1979  *
1980  * However, all such demonic sequences require at least one CPU-offline
1981  * operation.  Furthermore, rcu_blocking_is_gp() giving the wrong answer
1982  * is only a problem if there is an RCU read-side critical section executing
1983  * throughout.  But RCU-sched and RCU-bh read-side critical sections
1984  * disable either preemption or bh, which prevents a CPU from going offline.
1985  * Therefore, the only way that rcu_blocking_is_gp() can incorrectly return
1986  * that there is only one CPU when in fact there was more than one throughout
1987  * is when there were no RCU readers in the system.  If there are no
1988  * RCU readers, the grace period by definition can be of zero length,
1989  * regardless of the number of online CPUs.
1990  */
1991 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
1992 {
1993         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
1994         return num_online_cpus() <= 1;
1995 }
1996
1997 /**
1998  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1999  *
2000  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2001  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2002  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2003  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2004  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2005  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2006  * rcu_read_lock_sched().
2007  *
2008  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2009  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
2010  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
2011  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
2012  * handlers can run in process context, and can block.
2013  *
2014  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2015  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2016  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2017  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2018  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2019  */
2020 void synchronize_sched(void)
2021 {
2022         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2023                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2024                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2025                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2026         if (rcu_blocking_is_gp())
2027                 return;
2028         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2029 }
2030 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2031
2032 /**
2033  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2034  *
2035  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2036  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2037  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2038  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2039  * and may be nested.
2040  */
2041 void synchronize_rcu_bh(void)
2042 {
2043         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2044                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2045                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2046                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2047         if (rcu_blocking_is_gp())
2048                 return;
2049         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2050 }
2051 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2052
2053 static atomic_t sync_sched_expedited_started = ATOMIC_INIT(0);
2054 static atomic_t sync_sched_expedited_done = ATOMIC_INIT(0);
2055
2056 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2057 {
2058         /*
2059          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2060          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2061          * time that it returns.
2062          *
2063          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2064          * above condition is already met when the control reaches
2065          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2066          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2067          * robustness against future implementation changes.
2068          */
2069         smp_mb(); /* See above comment block. */
2070         return 0;
2071 }
2072
2073 /**
2074  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2075  *
2076  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2077  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2078  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2079  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2080  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2081  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2082  * synchronize_sched() instead.
2083  *
2084  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2085  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2086  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2087  * these restriction will result in deadlock.
2088  *
2089  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2090  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2091  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2092  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2093  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2094  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2095  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2096  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2097  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2098  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2099  *
2100  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2101  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2102  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2103  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2104  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2105  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2106  * doing our work for us.
2107  *
2108  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2109  */
2110 void synchronize_sched_expedited(void)
2111 {
2112         int firstsnap, s, snap, trycount = 0;
2113
2114         /* Note that atomic_inc_return() implies full memory barrier. */
2115         firstsnap = snap = atomic_inc_return(&sync_sched_expedited_started);
2116         get_online_cpus();
2117         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2118
2119         /*
2120          * Each pass through the following loop attempts to force a
2121          * context switch on each CPU.
2122          */
2123         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2124                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2125                              NULL) == -EAGAIN) {
2126                 put_online_cpus();
2127
2128                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2129                 if (trycount++ < 10)
2130                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2131                 else {
2132                         synchronize_sched();
2133                         return;
2134                 }
2135
2136                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2137                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2138                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)firstsnap)) {
2139                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2140                         return;
2141                 }
2142
2143                 /*
2144                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2145                  * callers to piggyback on our grace period.  We subtract
2146                  * 1 to get the same token that the last incrementer got.
2147                  * We retry after they started, so our grace period works
2148                  * for them, and they started after our first try, so their
2149                  * grace period works for us.
2150                  */
2151                 get_online_cpus();
2152                 snap = atomic_read(&sync_sched_expedited_started);
2153                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2154         }
2155
2156         /*
2157          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2158          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2159          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2160          * than we did beat us to the punch.
2161          */
2162         do {
2163                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2164                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)snap)) {
2165                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2166                         break;
2167                 }
2168         } while (atomic_cmpxchg(&sync_sched_expedited_done, s, snap) != s);
2169
2170         put_online_cpus();
2171 }
2172 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2173
2174 /*
2175  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2176  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2177  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2178  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2179  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2180  */
2181 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2182 {
2183         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2184
2185         rdp->n_rcu_pending++;
2186
2187         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2188         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2189
2190         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2191         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2192             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2193
2194                 /*
2195                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
2196                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
2197                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
2198                  */
2199                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2200                 if (!rdp->preemptible &&
2201                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
2202                                  jiffies))
2203                         set_need_resched();
2204         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2205                 rdp->n_rp_report_qs++;
2206                 return 1;
2207         }
2208
2209         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2210         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2211                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2212                 return 1;
2213         }
2214
2215         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2216         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2217                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2218                 return 1;
2219         }
2220
2221         /* Has another RCU grace period completed?  */
2222         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2223                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2224                 return 1;
2225         }
2226
2227         /* Has a new RCU grace period started? */
2228         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2229                 rdp->n_rp_gp_started++;
2230                 return 1;
2231         }
2232
2233         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
2234         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2235             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
2236                 rdp->n_rp_need_fqs++;
2237                 return 1;
2238         }
2239
2240         /* nothing to do */
2241         rdp->n_rp_need_nothing++;
2242         return 0;
2243 }
2244
2245 /*
2246  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2247  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2248  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2249  */
2250 static int rcu_pending(int cpu)
2251 {
2252         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
2253                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
2254                rcu_preempt_pending(cpu);
2255 }
2256
2257 /*
2258  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2259  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2260  * 1 if so.
2261  */
2262 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2263 {
2264         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2265         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
2266                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
2267                rcu_preempt_cpu_has_callbacks(cpu);
2268 }
2269
2270 /*
2271  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2272  * up the task executing _rcu_barrier().
2273  */
2274 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
2275 {
2276         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
2277                 complete(&rcu_barrier_completion);
2278 }
2279
2280 /*
2281  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2282  */
2283 static void rcu_barrier_func(void *type)
2284 {
2285         int cpu = smp_processor_id();
2286         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
2287         struct rcu_state *rsp = type;
2288
2289         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
2290         rsp->call(head, rcu_barrier_callback);
2291 }
2292
2293 /*
2294  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2295  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2296  */
2297 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2298 {
2299         int cpu;
2300         unsigned long flags;
2301         struct rcu_data *rdp;
2302         struct rcu_head rh;
2303
2304         init_rcu_head_on_stack(&rh);
2305
2306         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2307         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
2308
2309         smp_mb();  /* Prevent any prior operations from leaking in. */
2310
2311         /*
2312          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2313          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2314          * (or preemption of this task).  Also flag this task as doing
2315          * an rcu_barrier().  This will prevent anyone else from adopting
2316          * orphaned callbacks, which could cause otherwise failure if a
2317          * CPU went offline and quickly came back online.  To see this,
2318          * consider the following sequence of events:
2319          *
2320          * 1.   We cause CPU 0 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2321          * 2.   CPU 1 goes offline, orphaning its callbacks.
2322          * 3.   CPU 0 adopts CPU 1's orphaned callbacks.
2323          * 4.   CPU 1 comes back online.
2324          * 5.   We cause CPU 1 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2325          * 6.   Both rcu_barrier_callback() callbacks are invoked, awakening
2326          *      us -- but before CPU 1's orphaned callbacks are invoked!!!
2327          */
2328         init_completion(&rcu_barrier_completion);
2329         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
2330         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2331         rsp->rcu_barrier_in_progress = current;
2332         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2333
2334         /*
2335          * Force every CPU with callbacks to register a new callback
2336          * that will tell us when all the preceding callbacks have
2337          * been invoked.  If an offline CPU has callbacks, wait for
2338          * it to either come back online or to finish orphaning those
2339          * callbacks.
2340          */
2341         for_each_possible_cpu(cpu) {
2342                 preempt_disable();
2343                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2344                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
2345                         preempt_enable();
2346                         while (cpu_is_offline(cpu) && ACCESS_ONCE(rdp->qlen))
2347                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2348                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2349                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2350                         preempt_enable();
2351                 } else {
2352                         preempt_enable();
2353                 }
2354         }
2355
2356         /*
2357          * Now that all online CPUs have rcu_barrier_callback() callbacks
2358          * posted, we can adopt all of the orphaned callbacks and place
2359          * an rcu_barrier_callback() callback after them.  When that is done,
2360          * we are guaranteed to have an rcu_barrier_callback() callback
2361          * following every callback that could possibly have been
2362          * registered before _rcu_barrier() was called.
2363          */
2364         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2365         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
2366         rsp->rcu_barrier_in_progress = NULL;
2367         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2368         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
2369         smp_mb__after_atomic_inc(); /* Ensure atomic_inc() before callback. */
2370         rsp->call(&rh, rcu_barrier_callback);
2371
2372         /*
2373          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2374          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2375          */
2376         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
2377                 complete(&rcu_barrier_completion);
2378
2379         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2380         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
2381
2382         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2383         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
2384
2385         destroy_rcu_head_on_stack(&rh);
2386 }
2387
2388 /**
2389  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2390  */
2391 void rcu_barrier_bh(void)
2392 {
2393         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2394 }
2395 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2396
2397 /**
2398  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2399  */
2400 void rcu_barrier_sched(void)
2401 {
2402         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2403 }
2404 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2405
2406 /*
2407  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2408  */
2409 static void __init
2410 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2411 {
2412         unsigned long flags;
2413         int i;
2414         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2415         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2416
2417         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2418         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2419         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2420         rdp->nxtlist = NULL;
2421         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2422                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2423         rdp->qlen_lazy = 0;
2424         rdp->qlen = 0;
2425         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2426         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2427         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2428         rdp->cpu = cpu;
2429         rdp->rsp = rsp;
2430         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2431 }
2432
2433 /*
2434  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2435  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2436  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2437  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2438  */
2439 static void __cpuinit
2440 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2441 {
2442         unsigned long flags;
2443         unsigned long mask;
2444         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2445         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2446
2447         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2448         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2449         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2450         rdp->preemptible = preemptible;
2451         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2452         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2453         rdp->blimit = blimit;
2454         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2455         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2456                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2457         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2458         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2459
2460         /*
2461          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2462          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2463          */
2464
2465         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2466         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2467
2468         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2469         rnp = rdp->mynode;
2470         mask = rdp->grpmask;
2471         do {
2472                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2473                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2474                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2475                 mask = rnp->grpmask;
2476                 if (rnp == rdp->mynode) {
2477                         /*
2478                          * If there is a grace period in progress, we will
2479                          * set up to wait for it next time we run the
2480                          * RCU core code.
2481                          */
2482                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2483                         rdp->completed = rnp->completed;
2484                         rdp->passed_quiesce = 0;
2485                         rdp->qs_pending = 0;
2486                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2487                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2488                 }
2489                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2490                 rnp = rnp->parent;
2491         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2492
2493         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2494 }
2495
2496 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2497 {
2498         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2499         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2500         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Handle CPU online/offline notification events.
2505  */
2506 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2507                                     unsigned long action, void *hcpu)
2508 {
2509         long cpu = (long)hcpu;
2510         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2511         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2512
2513         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2514         switch (action) {
2515         case CPU_UP_PREPARE:
2516         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2517                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2518                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2519                 break;
2520         case CPU_ONLINE:
2521         case CPU_DOWN_FAILED:
2522                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2523                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2524                 break;
2525         case CPU_DOWN_PREPARE:
2526                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2527                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2528                 break;
2529         case CPU_DYING:
2530         case CPU_DYING_FROZEN:
2531                 /*
2532                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2533                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2534                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2535                  */
2536                 rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_bh_state);
2537                 rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_sched_state);
2538                 rcu_preempt_cleanup_dying_cpu();
2539                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2540                 break;
2541         case CPU_DEAD:
2542         case CPU_DEAD_FROZEN:
2543         case CPU_UP_CANCELED:
2544         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2545                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
2546                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
2547                 rcu_preempt_cleanup_dead_cpu(cpu);
2548                 break;
2549         default:
2550                 break;
2551         }
2552         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2553         return NOTIFY_OK;
2554 }
2555
2556 /*
2557  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2558  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2559  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2560  * task is booting the system).  After this function is called, the
2561  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2562  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2563  */
2564 void rcu_scheduler_starting(void)
2565 {
2566         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2567         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2568         rcu_scheduler_active = 1;
2569 }
2570
2571 /*
2572  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2573  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2574  */
2575 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2576 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2577 {
2578         int i;
2579
2580         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
2581                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2582         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
2583 }
2584 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2585 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2586 {
2587         int ccur;
2588         int cprv;
2589         int i;
2590
2591         cprv = NR_CPUS;
2592         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2593                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2594                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2595                 cprv = ccur;
2596         }
2597 }
2598 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2599
2600 /*
2601  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2602  */
2603 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2604                 struct rcu_data __percpu *rda)
2605 {
2606         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2607                                "rcu_node_level_1",
2608                                "rcu_node_level_2",
2609                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2610         int cpustride = 1;
2611         int i;
2612         int j;
2613         struct rcu_node *rnp;
2614
2615         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2616
2617         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2618
2619         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
2620                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
2621         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
2622                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2623         rcu_init_levelspread(rsp);
2624
2625         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2626
2627         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2628                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2629                 rnp = rsp->level[i];
2630                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2631                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2632                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2633                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2634                         rnp->gpnum = 0;
2635                         rnp->qsmask = 0;
2636                         rnp->qsmaskinit = 0;
2637                         rnp->grplo = j * cpustride;
2638                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2639                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2640                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2641                         if (i == 0) {
2642                                 rnp->grpnum = 0;
2643                                 rnp->grpmask = 0;
2644                                 rnp->parent = NULL;
2645                         } else {
2646                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2647                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2648                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2649                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2650                         }
2651                         rnp->level = i;
2652                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2653                 }
2654         }
2655
2656         rsp->rda = rda;
2657         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
2658         for_each_possible_cpu(i) {
2659                 while (i > rnp->grphi)
2660                         rnp++;
2661                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2662                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2663         }
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
2668  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
2669  * the ->node array in the rcu_state structure.
2670  */
2671 static void __init rcu_init_geometry(void)
2672 {
2673         int i;
2674         int j;
2675         int n = nr_cpu_ids;
2676         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
2677
2678         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
2679         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF)
2680                 return;
2681
2682         /*
2683          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
2684          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
2685          * some of the arithmetic easier.
2686          */
2687         rcu_capacity[0] = 1;
2688         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
2689         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2690                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
2691
2692         /*
2693          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
2694          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
2695          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
2696          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
2697          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
2698          * compile-time values if these limits are exceeded.
2699          */
2700         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
2701             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
2702             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
2703                 WARN_ON(1);
2704                 return;
2705         }
2706
2707         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
2708         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2709                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
2710                         for (j = 0; j <= i; j++)
2711                                 num_rcu_lvl[j] =
2712                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
2713                         rcu_num_lvls = i;
2714                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
2715                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
2716                         break;
2717                 }
2718
2719         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
2720         rcu_num_nodes = 0;
2721         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2722                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
2723         rcu_num_nodes -= n;
2724 }
2725
2726 void __init rcu_init(void)
2727 {
2728         int cpu;
2729
2730         rcu_bootup_announce();
2731         rcu_init_geometry();
2732         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2733         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2734         __rcu_init_preempt();
2735          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2736
2737         /*
2738          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2739          * this is called early in boot, before either interrupts
2740          * or the scheduler are operational.
2741          */
2742         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2743         for_each_online_cpu(cpu)
2744                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2745         check_cpu_stall_init();
2746 }
2747
2748 #include "rcutree_plugin.h"