]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/rcutree.c
rcu: Move _rcu_barrier()'s rcu_head structures to rcu_data structures
[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 atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
161 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
162 static struct completion rcu_barrier_completion;
163
164 /*
165  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
166  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
167  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
168  */
169 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
170 {
171         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
172 }
173
174 /*
175  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
176  * how many quiescent states passed, just if there was at least
177  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
178  * The caller must have disabled preemption.
179  */
180 void rcu_sched_qs(int cpu)
181 {
182         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
183
184         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
185         barrier();
186         if (rdp->passed_quiesce == 0)
187                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
188         rdp->passed_quiesce = 1;
189 }
190
191 void rcu_bh_qs(int cpu)
192 {
193         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
194
195         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
196         barrier();
197         if (rdp->passed_quiesce == 0)
198                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
199         rdp->passed_quiesce = 1;
200 }
201
202 /*
203  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
204  * and requires special handling for preemptible RCU.
205  * The caller must have disabled preemption.
206  */
207 void rcu_note_context_switch(int cpu)
208 {
209         trace_rcu_utilization("Start context switch");
210         rcu_sched_qs(cpu);
211         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
212         trace_rcu_utilization("End context switch");
213 }
214 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
215
216 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
217         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
218         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
219 };
220
221 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
222 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
223 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
224
225 module_param(blimit, int, 0);
226 module_param(qhimark, int, 0);
227 module_param(qlowmark, int, 0);
228
229 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
230 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
231
232 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
233 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
234
235 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
236 static int rcu_pending(int cpu);
237
238 /*
239  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
240  */
241 long rcu_batches_completed_sched(void)
242 {
243         return rcu_sched_state.completed;
244 }
245 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
246
247 /*
248  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
249  */
250 long rcu_batches_completed_bh(void)
251 {
252         return rcu_bh_state.completed;
253 }
254 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
255
256 /*
257  * Force a quiescent state for RCU BH.
258  */
259 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
260 {
261         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
262 }
263 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
264
265 /*
266  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
267  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
268  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
269  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
270  * store this state in rcutorture itself.
271  */
272 void rcutorture_record_test_transition(void)
273 {
274         rcutorture_testseq++;
275         rcutorture_vernum = 0;
276 }
277 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
278
279 /*
280  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
281  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
282  * messages.
283  */
284 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
285 {
286         rcutorture_vernum++;
287 }
288 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
289
290 /*
291  * Force a quiescent state for RCU-sched.
292  */
293 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
294 {
295         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
296 }
297 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
298
299 /*
300  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
301  */
302 static int
303 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
304 {
305         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
306 }
307
308 /*
309  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
310  */
311 static int
312 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
313 {
314         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
315 }
316
317 /*
318  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
319  */
320 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
321 {
322         return &rsp->node[0];
323 }
324
325 /*
326  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
327  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
328  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
329  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
330  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
331  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
332  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
333  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
334  * each and every time we start a new grace period.
335  */
336 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
337 {
338         /*
339          * If the CPU is offline for more than a jiffy, it is in a quiescent
340          * state.  We can trust its state not to change because interrupts
341          * are disabled.  The reason for the jiffy's worth of slack is to
342          * handle CPUs initializing on the way up and finding their way
343          * to the idle loop on the way down.
344          */
345         if (cpu_is_offline(rdp->cpu) &&
346             ULONG_CMP_LT(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies)) {
347                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
348                 rdp->offline_fqs++;
349                 return 1;
350         }
351         return 0;
352 }
353
354 /*
355  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
356  *
357  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
358  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
359  * The caller must have disabled interrupts.
360  */
361 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
362 {
363         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
364         if (!is_idle_task(current)) {
365                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
366
367                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
368                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
369                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
370                           current->pid, current->comm,
371                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
372         }
373         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
374         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
375         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
376         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
377         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
378         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
379
380         /*
381          * The idle task is not permitted to enter the idle loop while
382          * in an RCU read-side critical section.
383          */
384         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
385                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
386         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
387                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
388         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
389                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
390 }
391
392 /**
393  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
394  *
395  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
396  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
397  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
398  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
399  *
400  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
401  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
402  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
403  */
404 void rcu_idle_enter(void)
405 {
406         unsigned long flags;
407         long long oldval;
408         struct rcu_dynticks *rdtp;
409
410         local_irq_save(flags);
411         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
412         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
413         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
414         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
415                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
416         else
417                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
418         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
419         local_irq_restore(flags);
420 }
421 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
422
423 /**
424  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
425  *
426  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
427  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
428  * sections can occur.
429  *
430  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
431  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
432  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
433  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
434  *
435  * Use things like work queues to work around this limitation.
436  *
437  * You have been warned.
438  */
439 void rcu_irq_exit(void)
440 {
441         unsigned long flags;
442         long long oldval;
443         struct rcu_dynticks *rdtp;
444
445         local_irq_save(flags);
446         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
447         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
448         rdtp->dynticks_nesting--;
449         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
450         if (rdtp->dynticks_nesting)
451                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
452         else
453                 rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
454         local_irq_restore(flags);
455 }
456
457 /*
458  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
459  *
460  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
461  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
462  * The caller must have disabled interrupts.
463  */
464 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
465 {
466         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
467         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
468         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
469         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
470         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
471         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
472         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
473         if (!is_idle_task(current)) {
474                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
475
476                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
477                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
478                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
479                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
480                           current->pid, current->comm,
481                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
482         }
483 }
484
485 /**
486  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
487  *
488  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
489  * read-side critical sections can occur.
490  *
491  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
492  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
493  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
494  * now starting.
495  */
496 void rcu_idle_exit(void)
497 {
498         unsigned long flags;
499         struct rcu_dynticks *rdtp;
500         long long oldval;
501
502         local_irq_save(flags);
503         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
504         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
505         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
506         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
507                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
508         else
509                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
510         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
511         local_irq_restore(flags);
512 }
513 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
514
515 /**
516  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
517  *
518  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
519  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
520  * sections can occur.
521  *
522  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
523  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
524  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
525  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
526  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
527  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
528  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
529  *
530  * Use things like work queues to work around this limitation.
531  *
532  * You have been warned.
533  */
534 void rcu_irq_enter(void)
535 {
536         unsigned long flags;
537         struct rcu_dynticks *rdtp;
538         long long oldval;
539
540         local_irq_save(flags);
541         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
542         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
543         rdtp->dynticks_nesting++;
544         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
545         if (oldval)
546                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
547         else
548                 rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
549         local_irq_restore(flags);
550 }
551
552 /**
553  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
554  *
555  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
556  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
557  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
558  */
559 void rcu_nmi_enter(void)
560 {
561         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
562
563         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
564             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
565                 return;
566         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
567         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
568         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
569         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
570         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
571         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
572 }
573
574 /**
575  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
576  *
577  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
578  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
579  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
580  */
581 void rcu_nmi_exit(void)
582 {
583         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
584
585         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
586             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
587                 return;
588         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
589         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
590         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
591         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
592         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
593 }
594
595 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
596
597 /**
598  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
599  *
600  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
601  * or NMI handler, return true.
602  */
603 int rcu_is_cpu_idle(void)
604 {
605         int ret;
606
607         preempt_disable();
608         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
609         preempt_enable();
610         return ret;
611 }
612 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
613
614 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
615
616 /*
617  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
618  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
619  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
620  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
621  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
622  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
623  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
624  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
625  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
626  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
627  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
628  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
629  * notifiers.
630  *
631  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
632  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
633  *
634  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
635  * errors from NMI handlers anyway.
636  */
637 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
638 {
639         struct rcu_data *rdp;
640         struct rcu_node *rnp;
641         bool ret;
642
643         if (in_nmi())
644                 return 1;
645         preempt_disable();
646         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
647         rnp = rdp->mynode;
648         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
649               !rcu_scheduler_fully_active;
650         preempt_enable();
651         return ret;
652 }
653 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
654
655 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
656
657 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
658
659 /**
660  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
661  *
662  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
663  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
664  * disabled preemption.
665  */
666 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
667 {
668         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
669 }
670
671 /*
672  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
673  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
674  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
675  */
676 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
677 {
678         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
679         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
680 }
681
682 /*
683  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
684  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
685  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
686  * for this same CPU.
687  */
688 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
689 {
690         unsigned int curr;
691         unsigned int snap;
692
693         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
694         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
695
696         /*
697          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
698          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
699          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
700          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
701          * read-side critical section that started before the beginning
702          * of the current RCU grace period.
703          */
704         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
705                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
706                 rdp->dynticks_fqs++;
707                 return 1;
708         }
709
710         /* Go check for the CPU being offline. */
711         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
712 }
713
714 static int jiffies_till_stall_check(void)
715 {
716         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
717
718         /*
719          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
720          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
721          */
722         if (till_stall_check < 3) {
723                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
724                 till_stall_check = 3;
725         } else if (till_stall_check > 300) {
726                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
727                 till_stall_check = 300;
728         }
729         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
730 }
731
732 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
733 {
734         rsp->gp_start = jiffies;
735         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
736 }
737
738 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
739 {
740         int cpu;
741         long delta;
742         unsigned long flags;
743         int ndetected;
744         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
745
746         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
747
748         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
749         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
750         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
751                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
752                 return;
753         }
754         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
755         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
756
757         /*
758          * OK, time to rat on our buddy...
759          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
760          * RCU CPU stall warnings.
761          */
762         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
763                rsp->name);
764         print_cpu_stall_info_begin();
765         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
766                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
767                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
768                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
769                 if (rnp->qsmask == 0)
770                         continue;
771                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
772                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
773                                 print_cpu_stall_info(rsp, rnp->grplo + cpu);
774                                 ndetected++;
775                         }
776         }
777
778         /*
779          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
780          * due to CPU offlining.
781          */
782         rnp = rcu_get_root(rsp);
783         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
784         ndetected = rcu_print_task_stall(rnp);
785         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
786
787         print_cpu_stall_info_end();
788         printk(KERN_CONT "(detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
789                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
790         if (ndetected == 0)
791                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
792         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
793                 dump_stack();
794
795         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
796
797         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
798
799         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
800 }
801
802 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
803 {
804         unsigned long flags;
805         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
806
807         /*
808          * OK, time to rat on ourselves...
809          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
810          * RCU CPU stall warnings.
811          */
812         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
813         print_cpu_stall_info_begin();
814         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
815         print_cpu_stall_info_end();
816         printk(KERN_CONT " (t=%lu jiffies)\n", jiffies - rsp->gp_start);
817         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
818                 dump_stack();
819
820         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
821         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
822                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
823                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
824         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
825
826         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
827 }
828
829 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
830 {
831         unsigned long j;
832         unsigned long js;
833         struct rcu_node *rnp;
834
835         if (rcu_cpu_stall_suppress)
836                 return;
837         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
838         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
839         rnp = rdp->mynode;
840         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
841
842                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
843                 print_cpu_stall(rsp);
844
845         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
846                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
847
848                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
849                 print_other_cpu_stall(rsp);
850         }
851 }
852
853 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
854 {
855         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
856         return NOTIFY_DONE;
857 }
858
859 /**
860  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
861  *
862  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
863  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
864  * RCU grace periods.
865  *
866  * The caller must disable hard irqs.
867  */
868 void rcu_cpu_stall_reset(void)
869 {
870         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
871         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
872         rcu_preempt_stall_reset();
873 }
874
875 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
876         .notifier_call = rcu_panic,
877 };
878
879 static void __init check_cpu_stall_init(void)
880 {
881         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
882 }
883
884 /*
885  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
886  * This is used both when we started the grace period and when we notice
887  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
888  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
889  *  and must have irqs disabled.
890  */
891 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
892 {
893         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
894                 /*
895                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
896                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
897                  * go looking for one.
898                  */
899                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
900                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
901                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
902                         rdp->qs_pending = 1;
903                         rdp->passed_quiesce = 0;
904                 } else
905                         rdp->qs_pending = 0;
906                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
907         }
908 }
909
910 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
911 {
912         unsigned long flags;
913         struct rcu_node *rnp;
914
915         local_irq_save(flags);
916         rnp = rdp->mynode;
917         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
918             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
919                 local_irq_restore(flags);
920                 return;
921         }
922         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
923         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
924 }
925
926 /*
927  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
928  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
929  * on the CPU corresponding to rdp.
930  */
931 static int
932 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
933 {
934         unsigned long flags;
935         int ret = 0;
936
937         local_irq_save(flags);
938         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
939                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
940                 ret = 1;
941         }
942         local_irq_restore(flags);
943         return ret;
944 }
945
946 /*
947  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
948  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
949  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
950  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
951  */
952 static void
953 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
954 {
955         /* Did another grace period end? */
956         if (rdp->completed != rnp->completed) {
957
958                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
959                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
960                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
961                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
962
963                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
964                 rdp->completed = rnp->completed;
965                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
966
967                 /*
968                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
969                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
970                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
971                  * spurious new grace periods.  If another grace period
972                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
973                  * we will detect this later on.
974                  */
975                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
976                         rdp->gpnum = rdp->completed;
977
978                 /*
979                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
980                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
981                  */
982                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
983                         rdp->qs_pending = 0;
984         }
985 }
986
987 /*
988  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
989  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
990  * belongs.
991  */
992 static void
993 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
994 {
995         unsigned long flags;
996         struct rcu_node *rnp;
997
998         local_irq_save(flags);
999         rnp = rdp->mynode;
1000         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1001             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1002                 local_irq_restore(flags);
1003                 return;
1004         }
1005         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1006         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1011  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1012  * this CPU.
1013  */
1014 static void
1015 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1016 {
1017         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1018         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1019
1020         /*
1021          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
1022          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
1023          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
1024          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
1025          *
1026          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
1027          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
1028          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
1029          * by the next RCU grace period.
1030          */
1031         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1032         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1033
1034         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1035         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1040  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1041  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1042  * be disabled.
1043  *
1044  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1045  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1046  * quiescent state.
1047  */
1048 static void
1049 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1050         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1051 {
1052         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1053         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1054
1055         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
1056             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1057                 /*
1058                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
1059                  * non-idle task or this CPU does not need another
1060                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
1061                  * period.
1062                  */
1063                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1064                 return;
1065         }
1066
1067         if (rsp->fqs_active) {
1068                 /*
1069                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
1070                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
1071                  */
1072                 rsp->fqs_need_gp = 1;
1073                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1074                 return;
1075         }
1076
1077         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1078         rsp->gpnum++;
1079         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1080         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
1081         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
1082         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1083         record_gp_stall_check_time(rsp);
1084         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
1085
1086         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1087         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
1088
1089         /*
1090          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1091          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1092          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
1093          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
1094          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
1095          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
1096          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1097          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1098          * CPU-hotplug operations.
1099          *
1100          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1101          * the initialization process, as there will be at least one
1102          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1103          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1104          * irqs disabled.
1105          */
1106         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1107                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1108                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1109                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1110                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1111                 rnp->completed = rsp->completed;
1112                 if (rnp == rdp->mynode)
1113                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1114                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1115                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1116                                             rnp->level, rnp->grplo,
1117                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1118                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1119         }
1120
1121         rnp = rcu_get_root(rsp);
1122         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1123         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1124         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1125         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1126 }
1127
1128 /*
1129  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1130  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1131  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1132  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1133  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1134  */
1135 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1136         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1137 {
1138         unsigned long gp_duration;
1139         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1140         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1141
1142         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1143
1144         /*
1145          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1146          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1147          */
1148         smp_mb(); /* See above block comment. */
1149         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1150         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1151                 rsp->gp_max = gp_duration;
1152
1153         /*
1154          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1155          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1156          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1157          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1158          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1159          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1160          *
1161          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1162          * care of this while initializing the next grace period.
1163          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1164          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1165          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1166          * completed.
1167          */
1168         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1169                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1170
1171                 /*
1172                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1173                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1174                  * of the next grace period to process their callbacks.
1175                  */
1176                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1177                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1178                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1179                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1180                 }
1181                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1182                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1183         }
1184
1185         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1186         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1187         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1188         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1189 }
1190
1191 /*
1192  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1193  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1194  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1195  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1196  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1197  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1198  */
1199 static void
1200 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1201                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1202         __releases(rnp->lock)
1203 {
1204         struct rcu_node *rnp_c;
1205
1206         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1207         for (;;) {
1208                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1209
1210                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1211                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1212                         return;
1213                 }
1214                 rnp->qsmask &= ~mask;
1215                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1216                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1217                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1218                                                  !!rnp->gp_tasks);
1219                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1220
1221                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1222                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1223                         return;
1224                 }
1225                 mask = rnp->grpmask;
1226                 if (rnp->parent == NULL) {
1227
1228                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1229
1230                         break;
1231                 }
1232                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1233                 rnp_c = rnp;
1234                 rnp = rnp->parent;
1235                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1236                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1237         }
1238
1239         /*
1240          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1241          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1242          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1243          */
1244         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1245 }
1246
1247 /*
1248  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1249  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1250  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1251  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1252  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1253  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1254  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1255  */
1256 static void
1257 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1258 {
1259         unsigned long flags;
1260         unsigned long mask;
1261         struct rcu_node *rnp;
1262
1263         rnp = rdp->mynode;
1264         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1265         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1266
1267                 /*
1268                  * The grace period in which this quiescent state was
1269                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1270                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1271                  * within the current grace period.
1272                  */
1273                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1274                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1275                 return;
1276         }
1277         mask = rdp->grpmask;
1278         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1279                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1280         } else {
1281                 rdp->qs_pending = 0;
1282
1283                 /*
1284                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1285                  * callbacks can be processed during the next GP.
1286                  */
1287                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1288
1289                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1290         }
1291 }
1292
1293 /*
1294  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1295  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1296  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1297  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1298  */
1299 static void
1300 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1301 {
1302         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1303         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1304                 return;
1305
1306         /*
1307          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1308          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1309          */
1310         if (!rdp->qs_pending)
1311                 return;
1312
1313         /*
1314          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1315          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1316          */
1317         if (!rdp->passed_quiesce)
1318                 return;
1319
1320         /*
1321          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1322          * judge of that).
1323          */
1324         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1325 }
1326
1327 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1328
1329 /*
1330  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1331  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1332  * ->onofflock.
1333  */
1334 static void
1335 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1336                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1337 {
1338         int i;
1339
1340         /*
1341          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1342          * because ->onofflock excludes _rcu_barrier()'s adoption of
1343          * the callbacks, thus no memory barrier is required.
1344          */
1345         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1346                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1347                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1348                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1349                 rdp->qlen_lazy = 0;
1350                 rdp->qlen = 0;
1351         }
1352
1353         /*
1354          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1355          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1356          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1357          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1358          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1359          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1360          * we just reset the whole thing later on.
1361          */
1362         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1363                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1364                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1365                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1366         }
1367
1368         /*
1369          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1370          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1371          * required to pass though another grace period: They are done.
1372          */
1373         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1374                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1375                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1376         }
1377
1378         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1379         rdp->nxtlist = NULL;
1380         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1381                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1386  * orphanage.  The caller must hold the ->onofflock.
1387  */
1388 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1389 {
1390         int i;
1391         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1392
1393         /*
1394          * If there is an rcu_barrier() operation in progress, then
1395          * only the task doing that operation is permitted to adopt
1396          * callbacks.  To do otherwise breaks rcu_barrier() and friends
1397          * by causing them to fail to wait for the callbacks in the
1398          * orphanage.
1399          */
1400         if (rsp->rcu_barrier_in_progress &&
1401             rsp->rcu_barrier_in_progress != current)
1402                 return;
1403
1404         /* Do the accounting first. */
1405         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1406         rdp->qlen += rsp->qlen;
1407         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1408         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1409                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1410         rsp->qlen_lazy = 0;
1411         rsp->qlen = 0;
1412
1413         /*
1414          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1415          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1416          * we are the task doing the rcu_barrier().
1417          */
1418
1419         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1420         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1421                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1422                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1423                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1424                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1425                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1426                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1427                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1428         }
1429
1430         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1431         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1432                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1433                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1434                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1435                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1436         }
1437 }
1438
1439 /*
1440  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1441  */
1442 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1443 {
1444         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1445         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1446         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1447
1448         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1449         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1450                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1451                                "cpuofl");
1452 }
1453
1454 /*
1455  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1456  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1457  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1458  * adopting them, if there is no _rcu_barrier() instance running.
1459  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1460  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1461  */
1462 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1463 {
1464         unsigned long flags;
1465         unsigned long mask;
1466         int need_report = 0;
1467         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1468         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1469
1470         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1471         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1472         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1473
1474         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1475
1476         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1477         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1478
1479         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1480         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1481         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1482
1483         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1484         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1485         do {
1486                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1487                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1488                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1489                         if (rnp != rdp->mynode)
1490                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1491                         break;
1492                 }
1493                 if (rnp == rdp->mynode)
1494                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1495                 else
1496                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1497                 mask = rnp->grpmask;
1498                 rnp = rnp->parent;
1499         } while (rnp != NULL);
1500
1501         /*
1502          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1503          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1504          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1505          * held leads to deadlock.
1506          */
1507         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1508         rnp = rdp->mynode;
1509         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1510                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1511         else
1512                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1513         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1514                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1515 }
1516
1517 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1518
1519 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1520 {
1521 }
1522
1523 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1524 {
1525 }
1526
1527 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1528 {
1529 }
1530
1531 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1532
1533 /*
1534  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1535  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1536  */
1537 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1538 {
1539         unsigned long flags;
1540         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1541         int bl, count, count_lazy, i;
1542
1543         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1544         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1545                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1546                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1547                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1548                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1549                 return;
1550         }
1551
1552         /*
1553          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1554          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1555          */
1556         local_irq_save(flags);
1557         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1558         bl = rdp->blimit;
1559         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1560         list = rdp->nxtlist;
1561         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1562         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1563         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1564         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1565                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1566                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1567         local_irq_restore(flags);
1568
1569         /* Invoke callbacks. */
1570         count = count_lazy = 0;
1571         while (list) {
1572                 next = list->next;
1573                 prefetch(next);
1574                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1575                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1576                         count_lazy++;
1577                 list = next;
1578                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1579                 if (++count >= bl &&
1580                     (need_resched() ||
1581                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1582                         break;
1583         }
1584
1585         local_irq_save(flags);
1586         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1587                             is_idle_task(current),
1588                             rcu_is_callbacks_kthread());
1589
1590         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1591         if (list != NULL) {
1592                 *tail = rdp->nxtlist;
1593                 rdp->nxtlist = list;
1594                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1595                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1596                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1597                         else
1598                                 break;
1599         }
1600         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1601         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1602         rdp->qlen -= count;
1603         rdp->n_cbs_invoked += count;
1604
1605         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1606         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1607                 rdp->blimit = blimit;
1608
1609         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1610         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1611                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1612                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1613         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1614                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1615
1616         local_irq_restore(flags);
1617
1618         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1619         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1620                 invoke_rcu_core();
1621 }
1622
1623 /*
1624  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1625  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1626  * Also schedule RCU core processing.
1627  *
1628  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1629  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1630  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1631  */
1632 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1633 {
1634         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1635         increment_cpu_stall_ticks();
1636         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1637
1638                 /*
1639                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1640                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1641                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1642                  * a quiescent state, so note it.
1643                  *
1644                  * No memory barrier is required here because both
1645                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1646                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1647                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1648                  */
1649
1650                 rcu_sched_qs(cpu);
1651                 rcu_bh_qs(cpu);
1652
1653         } else if (!in_softirq()) {
1654
1655                 /*
1656                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1657                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1658                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1659                  * critical section, so note it.
1660                  */
1661
1662                 rcu_bh_qs(cpu);
1663         }
1664         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1665         if (rcu_pending(cpu))
1666                 invoke_rcu_core();
1667         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1672  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1673  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1674  *
1675  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1676  */
1677 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1678 {
1679         unsigned long bit;
1680         int cpu;
1681         unsigned long flags;
1682         unsigned long mask;
1683         struct rcu_node *rnp;
1684
1685         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1686                 mask = 0;
1687                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1688                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1689                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1690                         return;
1691                 }
1692                 if (rnp->qsmask == 0) {
1693                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1694                         continue;
1695                 }
1696                 cpu = rnp->grplo;
1697                 bit = 1;
1698                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1699                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1700                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1701                                 mask |= bit;
1702                 }
1703                 if (mask != 0) {
1704
1705                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1706                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1707                         continue;
1708                 }
1709                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1710         }
1711         rnp = rcu_get_root(rsp);
1712         if (rnp->qsmask == 0) {
1713                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1714                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1715         }
1716 }
1717
1718 /*
1719  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1720  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1721  */
1722 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1723 {
1724         unsigned long flags;
1725         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1726
1727         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1728         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1729                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1730                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1731         }
1732         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1733                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1734                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1735                 return; /* Someone else is already on the job. */
1736         }
1737         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1738                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1739         rsp->n_force_qs++;
1740         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1741         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1742         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1743                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1744                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1745                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1746         }
1747         rsp->fqs_active = 1;
1748         switch (rsp->fqs_state) {
1749         case RCU_GP_IDLE:
1750         case RCU_GP_INIT:
1751
1752                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1753
1754         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1755                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1756                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1757
1758                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1759
1760                 /* Record dyntick-idle state. */
1761                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1762                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1763                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1764                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1765                 break;
1766
1767         case RCU_FORCE_QS:
1768
1769                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1770                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1771                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1772
1773                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1774
1775                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1776                 break;
1777         }
1778         rsp->fqs_active = 0;
1779         if (rsp->fqs_need_gp) {
1780                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1781                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1782                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1783                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1784                 return;
1785         }
1786         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1787 unlock_fqs_ret:
1788         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1789         trace_rcu_utilization("End fqs");
1790 }
1791
1792 /*
1793  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1794  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1795  * whom the rdp belongs.
1796  */
1797 static void
1798 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1799 {
1800         unsigned long flags;
1801
1802         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1803
1804         /*
1805          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1806          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1807          */
1808         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1809                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1810
1811         /*
1812          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1813          * period that some other CPU ended.
1814          */
1815         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1816
1817         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1818         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1819
1820         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1821         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1822                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1823                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1824         }
1825
1826         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1827         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1828                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1829 }
1830
1831 /*
1832  * Do RCU core processing for the current CPU.
1833  */
1834 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1835 {
1836         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1837         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1838                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1839         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1840         rcu_preempt_process_callbacks();
1841         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1842 }
1843
1844 /*
1845  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1846  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1847  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1848  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1849  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1850  */
1851 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1852 {
1853         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1854                 return;
1855         if (likely(!rsp->boost)) {
1856                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1857                 return;
1858         }
1859         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1860 }
1861
1862 static void invoke_rcu_core(void)
1863 {
1864         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1865 }
1866
1867 static void
1868 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1869            struct rcu_state *rsp, bool lazy)
1870 {
1871         unsigned long flags;
1872         struct rcu_data *rdp;
1873
1874         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
1875         debug_rcu_head_queue(head);
1876         head->func = func;
1877         head->next = NULL;
1878
1879         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1880
1881         /*
1882          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1883          * Note that we might see a beginning right after we see an
1884          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1885          * a quiescent state betweentimes.
1886          */
1887         local_irq_save(flags);
1888         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1889
1890         /* Add the callback to our list. */
1891         rdp->qlen++;
1892         if (lazy)
1893                 rdp->qlen_lazy++;
1894         else
1895                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1896         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
1897         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1898         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1899
1900         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1901                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1902                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1903         else
1904                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1905
1906         /* If interrupts were disabled, don't dive into RCU core. */
1907         if (irqs_disabled_flags(flags)) {
1908                 local_irq_restore(flags);
1909                 return;
1910         }
1911
1912         /*
1913          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1914          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1915          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1916          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1917          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1918          */
1919         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1920
1921                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1922                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1923                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1924
1925                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1926                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1927                         unsigned long nestflag;
1928                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1929
1930                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1931                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1932                 } else {
1933                         /* Give the grace period a kick. */
1934                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1935                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1936                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1937                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1938                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1939                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1940                 }
1941         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1942                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1943         local_irq_restore(flags);
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1948  */
1949 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1950 {
1951         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 0);
1952 }
1953 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1954
1955 /*
1956  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
1957  */
1958 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1959 {
1960         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, 0);
1961 }
1962 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1963
1964 /*
1965  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
1966  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
1967  * if there is only one CPU online at any point time during execution
1968  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
1969  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
1970  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
1971  * some overhead: RCU still operates correctly.
1972  *
1973  * Of course, sampling num_online_cpus() with preemption enabled can
1974  * give erroneous results if there are concurrent CPU-hotplug operations.
1975  * For example, given a demonic sequence of preemptions in num_online_cpus()
1976  * and CPU-hotplug operations, there could be two or more CPUs online at
1977  * all times, but num_online_cpus() might well return one (or even zero).
1978  *
1979  * However, all such demonic sequences require at least one CPU-offline
1980  * operation.  Furthermore, rcu_blocking_is_gp() giving the wrong answer
1981  * is only a problem if there is an RCU read-side critical section executing
1982  * throughout.  But RCU-sched and RCU-bh read-side critical sections
1983  * disable either preemption or bh, which prevents a CPU from going offline.
1984  * Therefore, the only way that rcu_blocking_is_gp() can incorrectly return
1985  * that there is only one CPU when in fact there was more than one throughout
1986  * is when there were no RCU readers in the system.  If there are no
1987  * RCU readers, the grace period by definition can be of zero length,
1988  * regardless of the number of online CPUs.
1989  */
1990 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
1991 {
1992         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
1993         return num_online_cpus() <= 1;
1994 }
1995
1996 /**
1997  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1998  *
1999  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2000  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2001  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2002  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2003  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2004  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2005  * rcu_read_lock_sched().
2006  *
2007  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2008  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
2009  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
2010  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
2011  * handlers can run in process context, and can block.
2012  *
2013  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2014  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2015  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2016  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2017  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2018  */
2019 void synchronize_sched(void)
2020 {
2021         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2022                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2023                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2024                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2025         if (rcu_blocking_is_gp())
2026                 return;
2027         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2028 }
2029 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2030
2031 /**
2032  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2033  *
2034  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2035  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2036  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2037  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2038  * and may be nested.
2039  */
2040 void synchronize_rcu_bh(void)
2041 {
2042         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2043                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2044                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2045                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2046         if (rcu_blocking_is_gp())
2047                 return;
2048         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2049 }
2050 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2051
2052 static atomic_t sync_sched_expedited_started = ATOMIC_INIT(0);
2053 static atomic_t sync_sched_expedited_done = ATOMIC_INIT(0);
2054
2055 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2056 {
2057         /*
2058          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2059          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2060          * time that it returns.
2061          *
2062          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2063          * above condition is already met when the control reaches
2064          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2065          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2066          * robustness against future implementation changes.
2067          */
2068         smp_mb(); /* See above comment block. */
2069         return 0;
2070 }
2071
2072 /**
2073  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2074  *
2075  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2076  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2077  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2078  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2079  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2080  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2081  * synchronize_sched() instead.
2082  *
2083  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2084  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2085  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2086  * these restriction will result in deadlock.
2087  *
2088  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2089  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2090  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2091  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2092  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2093  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2094  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2095  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2096  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2097  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2098  *
2099  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2100  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2101  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2102  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2103  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2104  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2105  * doing our work for us.
2106  *
2107  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2108  */
2109 void synchronize_sched_expedited(void)
2110 {
2111         int firstsnap, s, snap, trycount = 0;
2112
2113         /* Note that atomic_inc_return() implies full memory barrier. */
2114         firstsnap = snap = atomic_inc_return(&sync_sched_expedited_started);
2115         get_online_cpus();
2116         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2117
2118         /*
2119          * Each pass through the following loop attempts to force a
2120          * context switch on each CPU.
2121          */
2122         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2123                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2124                              NULL) == -EAGAIN) {
2125                 put_online_cpus();
2126
2127                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2128                 if (trycount++ < 10)
2129                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2130                 else {
2131                         synchronize_sched();
2132                         return;
2133                 }
2134
2135                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2136                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2137                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)firstsnap)) {
2138                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2139                         return;
2140                 }
2141
2142                 /*
2143                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2144                  * callers to piggyback on our grace period.  We subtract
2145                  * 1 to get the same token that the last incrementer got.
2146                  * We retry after they started, so our grace period works
2147                  * for them, and they started after our first try, so their
2148                  * grace period works for us.
2149                  */
2150                 get_online_cpus();
2151                 snap = atomic_read(&sync_sched_expedited_started);
2152                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2153         }
2154
2155         /*
2156          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2157          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2158          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2159          * than we did beat us to the punch.
2160          */
2161         do {
2162                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2163                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)snap)) {
2164                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2165                         break;
2166                 }
2167         } while (atomic_cmpxchg(&sync_sched_expedited_done, s, snap) != s);
2168
2169         put_online_cpus();
2170 }
2171 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2172
2173 /*
2174  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2175  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2176  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2177  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2178  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2179  */
2180 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2181 {
2182         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2183
2184         rdp->n_rcu_pending++;
2185
2186         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2187         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2188
2189         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2190         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2191             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2192
2193                 /*
2194                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
2195                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
2196                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
2197                  */
2198                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2199                 if (!rdp->preemptible &&
2200                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
2201                                  jiffies))
2202                         set_need_resched();
2203         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2204                 rdp->n_rp_report_qs++;
2205                 return 1;
2206         }
2207
2208         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2209         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2210                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2211                 return 1;
2212         }
2213
2214         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2215         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2216                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2217                 return 1;
2218         }
2219
2220         /* Has another RCU grace period completed?  */
2221         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2222                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2223                 return 1;
2224         }
2225
2226         /* Has a new RCU grace period started? */
2227         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2228                 rdp->n_rp_gp_started++;
2229                 return 1;
2230         }
2231
2232         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
2233         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2234             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
2235                 rdp->n_rp_need_fqs++;
2236                 return 1;
2237         }
2238
2239         /* nothing to do */
2240         rdp->n_rp_need_nothing++;
2241         return 0;
2242 }
2243
2244 /*
2245  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2246  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2247  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2248  */
2249 static int rcu_pending(int cpu)
2250 {
2251         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
2252                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
2253                rcu_preempt_pending(cpu);
2254 }
2255
2256 /*
2257  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2258  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2259  * 1 if so.
2260  */
2261 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2262 {
2263         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2264         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
2265                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
2266                rcu_preempt_cpu_has_callbacks(cpu);
2267 }
2268
2269 /*
2270  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2271  * up the task executing _rcu_barrier().
2272  */
2273 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
2274 {
2275         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
2276                 complete(&rcu_barrier_completion);
2277 }
2278
2279 /*
2280  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2281  */
2282 static void rcu_barrier_func(void *type)
2283 {
2284         struct rcu_state *rsp = type;
2285         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2286
2287         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
2288         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2293  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2294  */
2295 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2296 {
2297         int cpu;
2298         unsigned long flags;
2299         struct rcu_data *rdp;
2300         struct rcu_head rh;
2301
2302         init_rcu_head_on_stack(&rh);
2303
2304         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2305         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
2306
2307         smp_mb();  /* Prevent any prior operations from leaking in. */
2308
2309         /*
2310          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2311          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2312          * (or preemption of this task).  Also flag this task as doing
2313          * an rcu_barrier().  This will prevent anyone else from adopting
2314          * orphaned callbacks, which could cause otherwise failure if a
2315          * CPU went offline and quickly came back online.  To see this,
2316          * consider the following sequence of events:
2317          *
2318          * 1.   We cause CPU 0 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2319          * 2.   CPU 1 goes offline, orphaning its callbacks.
2320          * 3.   CPU 0 adopts CPU 1's orphaned callbacks.
2321          * 4.   CPU 1 comes back online.
2322          * 5.   We cause CPU 1 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2323          * 6.   Both rcu_barrier_callback() callbacks are invoked, awakening
2324          *      us -- but before CPU 1's orphaned callbacks are invoked!!!
2325          */
2326         init_completion(&rcu_barrier_completion);
2327         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
2328         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2329         rsp->rcu_barrier_in_progress = current;
2330         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2331
2332         /*
2333          * Force every CPU with callbacks to register a new callback
2334          * that will tell us when all the preceding callbacks have
2335          * been invoked.  If an offline CPU has callbacks, wait for
2336          * it to either come back online or to finish orphaning those
2337          * callbacks.
2338          */
2339         for_each_possible_cpu(cpu) {
2340                 preempt_disable();
2341                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2342                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
2343                         preempt_enable();
2344                         while (cpu_is_offline(cpu) && ACCESS_ONCE(rdp->qlen))
2345                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2346                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2347                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2348                         preempt_enable();
2349                 } else {
2350                         preempt_enable();
2351                 }
2352         }
2353
2354         /*
2355          * Now that all online CPUs have rcu_barrier_callback() callbacks
2356          * posted, we can adopt all of the orphaned callbacks and place
2357          * an rcu_barrier_callback() callback after them.  When that is done,
2358          * we are guaranteed to have an rcu_barrier_callback() callback
2359          * following every callback that could possibly have been
2360          * registered before _rcu_barrier() was called.
2361          */
2362         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2363         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
2364         rsp->rcu_barrier_in_progress = NULL;
2365         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2366         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
2367         smp_mb__after_atomic_inc(); /* Ensure atomic_inc() before callback. */
2368         rsp->call(&rh, rcu_barrier_callback);
2369
2370         /*
2371          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2372          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2373          */
2374         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
2375                 complete(&rcu_barrier_completion);
2376
2377         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2378         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
2379
2380         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2381         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
2382
2383         destroy_rcu_head_on_stack(&rh);
2384 }
2385
2386 /**
2387  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2388  */
2389 void rcu_barrier_bh(void)
2390 {
2391         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2392 }
2393 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2394
2395 /**
2396  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2397  */
2398 void rcu_barrier_sched(void)
2399 {
2400         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2401 }
2402 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2403
2404 /*
2405  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2406  */
2407 static void __init
2408 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2409 {
2410         unsigned long flags;
2411         int i;
2412         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2413         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2414
2415         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2416         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2417         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2418         rdp->nxtlist = NULL;
2419         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2420                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2421         rdp->qlen_lazy = 0;
2422         rdp->qlen = 0;
2423         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2424         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2425         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2426         rdp->cpu = cpu;
2427         rdp->rsp = rsp;
2428         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2429 }
2430
2431 /*
2432  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2433  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2434  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2435  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2436  */
2437 static void __cpuinit
2438 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2439 {
2440         unsigned long flags;
2441         unsigned long mask;
2442         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2443         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2444
2445         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2446         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2447         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2448         rdp->preemptible = preemptible;
2449         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2450         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2451         rdp->blimit = blimit;
2452         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2453         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2454                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2455         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2456         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2457
2458         /*
2459          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2460          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2461          */
2462
2463         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2464         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2465
2466         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2467         rnp = rdp->mynode;
2468         mask = rdp->grpmask;
2469         do {
2470                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2471                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2472                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2473                 mask = rnp->grpmask;
2474                 if (rnp == rdp->mynode) {
2475                         /*
2476                          * If there is a grace period in progress, we will
2477                          * set up to wait for it next time we run the
2478                          * RCU core code.
2479                          */
2480                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2481                         rdp->completed = rnp->completed;
2482                         rdp->passed_quiesce = 0;
2483                         rdp->qs_pending = 0;
2484                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2485                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2486                 }
2487                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2488                 rnp = rnp->parent;
2489         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2490
2491         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2492 }
2493
2494 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2495 {
2496         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2497         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2498         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Handle CPU online/offline notification events.
2503  */
2504 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2505                                     unsigned long action, void *hcpu)
2506 {
2507         long cpu = (long)hcpu;
2508         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2509         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2510
2511         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2512         switch (action) {
2513         case CPU_UP_PREPARE:
2514         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2515                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2516                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2517                 break;
2518         case CPU_ONLINE:
2519         case CPU_DOWN_FAILED:
2520                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2521                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2522                 break;
2523         case CPU_DOWN_PREPARE:
2524                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2525                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2526                 break;
2527         case CPU_DYING:
2528         case CPU_DYING_FROZEN:
2529                 /*
2530                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2531                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2532                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2533                  */
2534                 rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_bh_state);
2535                 rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_sched_state);
2536                 rcu_preempt_cleanup_dying_cpu();
2537                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2538                 break;
2539         case CPU_DEAD:
2540         case CPU_DEAD_FROZEN:
2541         case CPU_UP_CANCELED:
2542         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2543                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
2544                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
2545                 rcu_preempt_cleanup_dead_cpu(cpu);
2546                 break;
2547         default:
2548                 break;
2549         }
2550         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2551         return NOTIFY_OK;
2552 }
2553
2554 /*
2555  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2556  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2557  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2558  * task is booting the system).  After this function is called, the
2559  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2560  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2561  */
2562 void rcu_scheduler_starting(void)
2563 {
2564         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2565         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2566         rcu_scheduler_active = 1;
2567 }
2568
2569 /*
2570  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2571  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2572  */
2573 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2574 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2575 {
2576         int i;
2577
2578         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
2579                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2580         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
2581 }
2582 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2583 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2584 {
2585         int ccur;
2586         int cprv;
2587         int i;
2588
2589         cprv = NR_CPUS;
2590         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2591                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2592                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2593                 cprv = ccur;
2594         }
2595 }
2596 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2597
2598 /*
2599  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2600  */
2601 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2602                 struct rcu_data __percpu *rda)
2603 {
2604         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2605                                "rcu_node_level_1",
2606                                "rcu_node_level_2",
2607                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2608         int cpustride = 1;
2609         int i;
2610         int j;
2611         struct rcu_node *rnp;
2612
2613         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2614
2615         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2616
2617         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
2618                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
2619         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
2620                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2621         rcu_init_levelspread(rsp);
2622
2623         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2624
2625         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2626                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2627                 rnp = rsp->level[i];
2628                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2629                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2630                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2631                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2632                         rnp->gpnum = 0;
2633                         rnp->qsmask = 0;
2634                         rnp->qsmaskinit = 0;
2635                         rnp->grplo = j * cpustride;
2636                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2637                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2638                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2639                         if (i == 0) {
2640                                 rnp->grpnum = 0;
2641                                 rnp->grpmask = 0;
2642                                 rnp->parent = NULL;
2643                         } else {
2644                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2645                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2646                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2647                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2648                         }
2649                         rnp->level = i;
2650                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2651                 }
2652         }
2653
2654         rsp->rda = rda;
2655         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
2656         for_each_possible_cpu(i) {
2657                 while (i > rnp->grphi)
2658                         rnp++;
2659                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2660                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2661         }
2662 }
2663
2664 /*
2665  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
2666  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
2667  * the ->node array in the rcu_state structure.
2668  */
2669 static void __init rcu_init_geometry(void)
2670 {
2671         int i;
2672         int j;
2673         int n = nr_cpu_ids;
2674         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
2675
2676         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
2677         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF)
2678                 return;
2679
2680         /*
2681          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
2682          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
2683          * some of the arithmetic easier.
2684          */
2685         rcu_capacity[0] = 1;
2686         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
2687         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2688                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
2689
2690         /*
2691          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
2692          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
2693          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
2694          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
2695          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
2696          * compile-time values if these limits are exceeded.
2697          */
2698         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
2699             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
2700             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
2701                 WARN_ON(1);
2702                 return;
2703         }
2704
2705         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
2706         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2707                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
2708                         for (j = 0; j <= i; j++)
2709                                 num_rcu_lvl[j] =
2710                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
2711                         rcu_num_lvls = i;
2712                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
2713                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
2714                         break;
2715                 }
2716
2717         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
2718         rcu_num_nodes = 0;
2719         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2720                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
2721         rcu_num_nodes -= n;
2722 }
2723
2724 void __init rcu_init(void)
2725 {
2726         int cpu;
2727
2728         rcu_bootup_announce();
2729         rcu_init_geometry();
2730         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2731         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2732         __rcu_init_preempt();
2733          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2734
2735         /*
2736          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2737          * this is called early in boot, before either interrupts
2738          * or the scheduler are operational.
2739          */
2740         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2741         for_each_online_cpu(cpu)
2742                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2743         check_cpu_stall_init();
2744 }
2745
2746 #include "rcutree_plugin.h"