rcu: Move synchronize_sched_expedited() to rcutree.c
[linux-2.6-block.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[NUM_RCU_LVLS];
64
65 #define RCU_STATE_INITIALIZER(structname) { \
66         .level = { &structname##_state.node[0] }, \
67         .levelcnt = { \
68                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
69                 NUM_RCU_LVL_1, \
70                 NUM_RCU_LVL_2, \
71                 NUM_RCU_LVL_3, \
72                 NUM_RCU_LVL_4, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
73         }, \
74         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
75         .gpnum = -300, \
76         .completed = -300, \
77         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.onofflock), \
78         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.fqslock), \
79         .n_force_qs = 0, \
80         .n_force_qs_ngp = 0, \
81         .name = #structname, \
82 }
83
84 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched);
85 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
86
87 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh);
88 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
89
90 static struct rcu_state *rcu_state;
91
92 /*
93  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
94  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
95  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
96  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
97  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
98  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
99  * positives from lockdep-RCU error checking.
100  */
101 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
102 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
103
104 /*
105  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
106  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
107  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
108  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
109  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
110  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
111  *
112  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
113  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
114  * a time.
115  */
116 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
117
118 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
119
120 /*
121  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
122  * handle all flavors of RCU.
123  */
124 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
125 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
126 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
127 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
128 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
129
130 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
131
132 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
133 static void invoke_rcu_core(void);
134 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
135
136 /*
137  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
138  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
139  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
140  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
141  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
142  * These variables enable correlating rcutorture output with the
143  * RCU tracing information.
144  */
145 unsigned long rcutorture_testseq;
146 unsigned long rcutorture_vernum;
147
148 /*
149  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
150  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
151  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
152  */
153 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
154 {
155         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
156 }
157
158 /*
159  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
160  * how many quiescent states passed, just if there was at least
161  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
162  * The caller must have disabled preemption.
163  */
164 void rcu_sched_qs(int cpu)
165 {
166         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
167
168         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
169         barrier();
170         if (rdp->passed_quiesce == 0)
171                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
172         rdp->passed_quiesce = 1;
173 }
174
175 void rcu_bh_qs(int cpu)
176 {
177         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
178
179         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
180         barrier();
181         if (rdp->passed_quiesce == 0)
182                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
183         rdp->passed_quiesce = 1;
184 }
185
186 /*
187  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
188  * and requires special handling for preemptible RCU.
189  * The caller must have disabled preemption.
190  */
191 void rcu_note_context_switch(int cpu)
192 {
193         trace_rcu_utilization("Start context switch");
194         rcu_sched_qs(cpu);
195         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
196         trace_rcu_utilization("End context switch");
197 }
198 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
199
200 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
201         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_NESTING,
202         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
203 };
204
205 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
206 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
207 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
208
209 module_param(blimit, int, 0);
210 module_param(qhimark, int, 0);
211 module_param(qlowmark, int, 0);
212
213 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
214 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
215
216 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
217 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
218
219 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
220 static int rcu_pending(int cpu);
221
222 /*
223  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
224  */
225 long rcu_batches_completed_sched(void)
226 {
227         return rcu_sched_state.completed;
228 }
229 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
230
231 /*
232  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
233  */
234 long rcu_batches_completed_bh(void)
235 {
236         return rcu_bh_state.completed;
237 }
238 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
239
240 /*
241  * Force a quiescent state for RCU BH.
242  */
243 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
244 {
245         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
246 }
247 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
248
249 /*
250  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
251  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
252  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
253  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
254  * store this state in rcutorture itself.
255  */
256 void rcutorture_record_test_transition(void)
257 {
258         rcutorture_testseq++;
259         rcutorture_vernum = 0;
260 }
261 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
262
263 /*
264  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
265  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
266  * messages.
267  */
268 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
269 {
270         rcutorture_vernum++;
271 }
272 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
273
274 /*
275  * Force a quiescent state for RCU-sched.
276  */
277 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
278 {
279         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
280 }
281 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
282
283 /*
284  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
285  */
286 static int
287 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
288 {
289         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
290 }
291
292 /*
293  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
294  */
295 static int
296 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
297 {
298         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
299 }
300
301 /*
302  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
303  */
304 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
305 {
306         return &rsp->node[0];
307 }
308
309 /*
310  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
311  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
312  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
313  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
314  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
315  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
316  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
317  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
318  * each and every time we start a new grace period.
319  */
320 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
321 {
322         /*
323          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
324          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
325          */
326         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
327                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
328                 rdp->offline_fqs++;
329                 return 1;
330         }
331
332         /*
333          * The CPU is online, so send it a reschedule IPI.  This forces
334          * it through the scheduler, and (inefficiently) also handles cases
335          * where idle loops fail to inform RCU about the CPU being idle.
336          */
337         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
338                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
339         else
340                 set_need_resched();
341         rdp->resched_ipi++;
342         return 0;
343 }
344
345 /*
346  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
347  *
348  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
349  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
350  * The caller must have disabled interrupts.
351  */
352 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
353 {
354         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
355         if (!is_idle_task(current)) {
356                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
357
358                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
359                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
360                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
361                           current->pid, current->comm,
362                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
363         }
364         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
365         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
366         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
367         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
368         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
369         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
370
371         /*
372          * The idle task is not permitted to enter the idle loop while
373          * in an RCU read-side critical section.
374          */
375         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
376                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
377         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
378                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
379         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
380                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
381 }
382
383 /**
384  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
385  *
386  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
387  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
388  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
389  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
390  *
391  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
392  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
393  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
394  */
395 void rcu_idle_enter(void)
396 {
397         unsigned long flags;
398         long long oldval;
399         struct rcu_dynticks *rdtp;
400
401         local_irq_save(flags);
402         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
403         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
404         rdtp->dynticks_nesting = 0;
405         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
406         local_irq_restore(flags);
407 }
408
409 /**
410  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
411  *
412  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
413  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
414  * sections can occur.
415  *
416  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
417  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
418  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
419  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
420  *
421  * Use things like work queues to work around this limitation.
422  *
423  * You have been warned.
424  */
425 void rcu_irq_exit(void)
426 {
427         unsigned long flags;
428         long long oldval;
429         struct rcu_dynticks *rdtp;
430
431         local_irq_save(flags);
432         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
433         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
434         rdtp->dynticks_nesting--;
435         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
436         if (rdtp->dynticks_nesting)
437                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
438         else
439                 rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
440         local_irq_restore(flags);
441 }
442
443 /*
444  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
445  *
446  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
447  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
448  * The caller must have disabled interrupts.
449  */
450 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
451 {
452         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
453         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
454         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
455         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
456         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
457         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
458         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
459         if (!is_idle_task(current)) {
460                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
461
462                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
463                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
464                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
465                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
466                           current->pid, current->comm,
467                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
468         }
469 }
470
471 /**
472  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
473  *
474  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
475  * read-side critical sections can occur.
476  *
477  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NESTING to
478  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
479  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
480  * now starting.
481  */
482 void rcu_idle_exit(void)
483 {
484         unsigned long flags;
485         struct rcu_dynticks *rdtp;
486         long long oldval;
487
488         local_irq_save(flags);
489         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
490         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
491         WARN_ON_ONCE(oldval != 0);
492         rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_NESTING;
493         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
494         local_irq_restore(flags);
495 }
496
497 /**
498  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
499  *
500  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
501  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
502  * sections can occur.
503  *
504  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
505  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
506  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
507  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
508  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
509  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
510  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
511  *
512  * Use things like work queues to work around this limitation.
513  *
514  * You have been warned.
515  */
516 void rcu_irq_enter(void)
517 {
518         unsigned long flags;
519         struct rcu_dynticks *rdtp;
520         long long oldval;
521
522         local_irq_save(flags);
523         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
524         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
525         rdtp->dynticks_nesting++;
526         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
527         if (oldval)
528                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
529         else
530                 rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
531         local_irq_restore(flags);
532 }
533
534 /**
535  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
536  *
537  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
538  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
539  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
540  */
541 void rcu_nmi_enter(void)
542 {
543         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
544
545         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
546             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
547                 return;
548         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
549         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
550         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
551         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
552         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
553         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
554 }
555
556 /**
557  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
558  *
559  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
560  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
561  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
562  */
563 void rcu_nmi_exit(void)
564 {
565         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
566
567         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
568             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
569                 return;
570         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
571         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
572         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
573         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
574         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
575 }
576
577 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
578
579 /**
580  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
581  *
582  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
583  * or NMI handler, return true.
584  */
585 int rcu_is_cpu_idle(void)
586 {
587         int ret;
588
589         preempt_disable();
590         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
591         preempt_enable();
592         return ret;
593 }
594 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
595
596 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
597
598 /*
599  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
600  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
601  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
602  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
603  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
604  * the check for rcu_scheduler_fully_active.
605  *
606  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
607  * errors from NMI handlers anyway.
608  */
609 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
610 {
611         bool ret;
612
613         if (in_nmi())
614                 return 1;
615         preempt_disable();
616         ret = cpu_online(smp_processor_id()) ||
617               !rcu_scheduler_fully_active;
618         preempt_enable();
619         return ret;
620 }
621 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
622
623 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
624
625 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
626
627 /**
628  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
629  *
630  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
631  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
632  * disabled preemption.
633  */
634 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
635 {
636         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
637 }
638
639 /*
640  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
641  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
642  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
643  */
644 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
645 {
646         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
647         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
648 }
649
650 /*
651  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
652  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
653  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
654  * for this same CPU.
655  */
656 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
657 {
658         unsigned int curr;
659         unsigned int snap;
660
661         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
662         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
663
664         /*
665          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
666          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
667          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
668          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
669          * read-side critical section that started before the beginning
670          * of the current RCU grace period.
671          */
672         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
673                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
674                 rdp->dynticks_fqs++;
675                 return 1;
676         }
677
678         /* Go check for the CPU being offline. */
679         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
680 }
681
682 static int jiffies_till_stall_check(void)
683 {
684         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
685
686         /*
687          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
688          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
689          */
690         if (till_stall_check < 3) {
691                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
692                 till_stall_check = 3;
693         } else if (till_stall_check > 300) {
694                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
695                 till_stall_check = 300;
696         }
697         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
698 }
699
700 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
701 {
702         rsp->gp_start = jiffies;
703         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
704 }
705
706 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
707 {
708         int cpu;
709         long delta;
710         unsigned long flags;
711         int ndetected;
712         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
713
714         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
715
716         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
717         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
718         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
719                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
720                 return;
721         }
722         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
723         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
724
725         /*
726          * OK, time to rat on our buddy...
727          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
728          * RCU CPU stall warnings.
729          */
730         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
731                rsp->name);
732         print_cpu_stall_info_begin();
733         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
734                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
735                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
736                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
737                 if (rnp->qsmask == 0)
738                         continue;
739                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
740                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
741                                 print_cpu_stall_info(rsp, rnp->grplo + cpu);
742                                 ndetected++;
743                         }
744         }
745
746         /*
747          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
748          * due to CPU offlining.
749          */
750         rnp = rcu_get_root(rsp);
751         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
752         ndetected = rcu_print_task_stall(rnp);
753         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
754
755         print_cpu_stall_info_end();
756         printk(KERN_CONT "(detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
757                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
758         if (ndetected == 0)
759                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
760         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
761                 dump_stack();
762
763         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
764
765         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
766
767         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
768 }
769
770 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
771 {
772         unsigned long flags;
773         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
774
775         /*
776          * OK, time to rat on ourselves...
777          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
778          * RCU CPU stall warnings.
779          */
780         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
781         print_cpu_stall_info_begin();
782         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
783         print_cpu_stall_info_end();
784         printk(KERN_CONT " (t=%lu jiffies)\n", jiffies - rsp->gp_start);
785         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
786                 dump_stack();
787
788         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
789         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
790                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
791                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
792         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
793
794         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
795 }
796
797 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
798 {
799         unsigned long j;
800         unsigned long js;
801         struct rcu_node *rnp;
802
803         if (rcu_cpu_stall_suppress)
804                 return;
805         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
806         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
807         rnp = rdp->mynode;
808         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
809
810                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
811                 print_cpu_stall(rsp);
812
813         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
814                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
815
816                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
817                 print_other_cpu_stall(rsp);
818         }
819 }
820
821 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
822 {
823         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
824         return NOTIFY_DONE;
825 }
826
827 /**
828  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
829  *
830  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
831  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
832  * RCU grace periods.
833  *
834  * The caller must disable hard irqs.
835  */
836 void rcu_cpu_stall_reset(void)
837 {
838         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
839         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
840         rcu_preempt_stall_reset();
841 }
842
843 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
844         .notifier_call = rcu_panic,
845 };
846
847 static void __init check_cpu_stall_init(void)
848 {
849         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
850 }
851
852 /*
853  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
854  * This is used both when we started the grace period and when we notice
855  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
856  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
857  *  and must have irqs disabled.
858  */
859 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
860 {
861         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
862                 /*
863                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
864                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
865                  * go looking for one.
866                  */
867                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
868                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
869                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
870                         rdp->qs_pending = 1;
871                         rdp->passed_quiesce = 0;
872                 } else
873                         rdp->qs_pending = 0;
874                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
875         }
876 }
877
878 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
879 {
880         unsigned long flags;
881         struct rcu_node *rnp;
882
883         local_irq_save(flags);
884         rnp = rdp->mynode;
885         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
886             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
887                 local_irq_restore(flags);
888                 return;
889         }
890         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
891         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
892 }
893
894 /*
895  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
896  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
897  * on the CPU corresponding to rdp.
898  */
899 static int
900 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
901 {
902         unsigned long flags;
903         int ret = 0;
904
905         local_irq_save(flags);
906         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
907                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
908                 ret = 1;
909         }
910         local_irq_restore(flags);
911         return ret;
912 }
913
914 /*
915  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
916  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
917  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
918  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
919  */
920 static void
921 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
922 {
923         /* Did another grace period end? */
924         if (rdp->completed != rnp->completed) {
925
926                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
927                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
928                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
929                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
930
931                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
932                 rdp->completed = rnp->completed;
933                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
934
935                 /*
936                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
937                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
938                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
939                  * spurious new grace periods.  If another grace period
940                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
941                  * we will detect this later on.
942                  */
943                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
944                         rdp->gpnum = rdp->completed;
945
946                 /*
947                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
948                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
949                  */
950                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
951                         rdp->qs_pending = 0;
952         }
953 }
954
955 /*
956  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
957  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
958  * belongs.
959  */
960 static void
961 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
962 {
963         unsigned long flags;
964         struct rcu_node *rnp;
965
966         local_irq_save(flags);
967         rnp = rdp->mynode;
968         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
969             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
970                 local_irq_restore(flags);
971                 return;
972         }
973         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
974         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
975 }
976
977 /*
978  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
979  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
980  * this CPU.
981  */
982 static void
983 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
984 {
985         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
986         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
987
988         /*
989          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
990          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
991          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
992          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
993          *
994          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
995          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
996          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
997          * by the next RCU grace period.
998          */
999         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1000         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1001
1002         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1003         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1008  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1009  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1010  * be disabled.
1011  *
1012  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1013  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1014  * quiescent state.
1015  */
1016 static void
1017 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1018         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1019 {
1020         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1021         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1022
1023         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
1024             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1025                 /*
1026                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
1027                  * non-idle task or this CPU does not need another
1028                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
1029                  * period.
1030                  */
1031                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1032                 return;
1033         }
1034
1035         if (rsp->fqs_active) {
1036                 /*
1037                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
1038                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
1039                  */
1040                 rsp->fqs_need_gp = 1;
1041                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1042                 return;
1043         }
1044
1045         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1046         rsp->gpnum++;
1047         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1048         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
1049         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
1050         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1051         record_gp_stall_check_time(rsp);
1052         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
1053
1054         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1055         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
1056
1057         /*
1058          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1059          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1060          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
1061          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
1062          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
1063          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
1064          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1065          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1066          * CPU-hotplug operations.
1067          *
1068          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1069          * the initialization process, as there will be at least one
1070          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1071          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1072          * irqs disabled.
1073          */
1074         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1075                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1076                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1077                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1078                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1079                 rnp->completed = rsp->completed;
1080                 if (rnp == rdp->mynode)
1081                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1082                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1083                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1084                                             rnp->level, rnp->grplo,
1085                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1086                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1087         }
1088
1089         rnp = rcu_get_root(rsp);
1090         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1091         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1092         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1093         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1098  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1099  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1100  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1101  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1102  */
1103 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1104         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1105 {
1106         unsigned long gp_duration;
1107         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1108         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1109
1110         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1111
1112         /*
1113          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1114          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1115          */
1116         smp_mb(); /* See above block comment. */
1117         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1118         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1119                 rsp->gp_max = gp_duration;
1120
1121         /*
1122          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1123          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1124          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1125          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1126          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1127          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1128          *
1129          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1130          * care of this while initializing the next grace period.
1131          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1132          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1133          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1134          * completed.
1135          */
1136         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1137                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1138
1139                 /*
1140                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1141                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1142                  * of the next grace period to process their callbacks.
1143                  */
1144                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1145                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1146                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1147                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1148                 }
1149                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1150                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1151         }
1152
1153         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1154         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1155         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1156         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1161  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1162  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1163  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1164  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1165  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1166  */
1167 static void
1168 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1169                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1170         __releases(rnp->lock)
1171 {
1172         struct rcu_node *rnp_c;
1173
1174         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1175         for (;;) {
1176                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1177
1178                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1179                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1180                         return;
1181                 }
1182                 rnp->qsmask &= ~mask;
1183                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1184                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1185                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1186                                                  !!rnp->gp_tasks);
1187                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1188
1189                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1190                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1191                         return;
1192                 }
1193                 mask = rnp->grpmask;
1194                 if (rnp->parent == NULL) {
1195
1196                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1197
1198                         break;
1199                 }
1200                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1201                 rnp_c = rnp;
1202                 rnp = rnp->parent;
1203                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1204                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1205         }
1206
1207         /*
1208          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1209          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1210          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1211          */
1212         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1213 }
1214
1215 /*
1216  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1217  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1218  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1219  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1220  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1221  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1222  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1223  */
1224 static void
1225 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1226 {
1227         unsigned long flags;
1228         unsigned long mask;
1229         struct rcu_node *rnp;
1230
1231         rnp = rdp->mynode;
1232         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1233         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1234
1235                 /*
1236                  * The grace period in which this quiescent state was
1237                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1238                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1239                  * within the current grace period.
1240                  */
1241                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1242                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1243                 return;
1244         }
1245         mask = rdp->grpmask;
1246         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1247                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1248         } else {
1249                 rdp->qs_pending = 0;
1250
1251                 /*
1252                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1253                  * callbacks can be processed during the next GP.
1254                  */
1255                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1256
1257                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1258         }
1259 }
1260
1261 /*
1262  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1263  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1264  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1265  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1266  */
1267 static void
1268 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1269 {
1270         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1271         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1272                 return;
1273
1274         /*
1275          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1276          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1277          */
1278         if (!rdp->qs_pending)
1279                 return;
1280
1281         /*
1282          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1283          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1284          */
1285         if (!rdp->passed_quiesce)
1286                 return;
1287
1288         /*
1289          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1290          * judge of that).
1291          */
1292         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1293 }
1294
1295 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1296
1297 /*
1298  * Move a dying CPU's RCU callbacks to online CPU's callback list.
1299  * Also record a quiescent state for this CPU for the current grace period.
1300  * Synchronization and interrupt disabling are not required because
1301  * this function executes in stop_machine() context.  Therefore, cleanup
1302  * operations that might block must be done later from the CPU_DEAD
1303  * notifier.
1304  *
1305  * Note that the outgoing CPU's bit has already been cleared in the
1306  * cpu_online_mask.  This allows us to randomly pick a callback
1307  * destination from the bits set in that mask.
1308  */
1309 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1310 {
1311         unsigned long flags;
1312         int i;
1313         unsigned long mask;
1314         int need_report;
1315         int receive_cpu = cpumask_any(cpu_online_mask);
1316         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1317         struct rcu_data *receive_rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, receive_cpu);
1318         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode; /* For dying CPU. */
1319
1320         /* First, adjust the counts. */
1321         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1322                 receive_rdp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1323                 receive_rdp->qlen += rdp->qlen;
1324                 rdp->qlen_lazy = 0;
1325                 rdp->qlen = 0;
1326         }
1327
1328         /*
1329          * Next, move ready-to-invoke callbacks to be invoked on some
1330          * other CPU.  These will not be required to pass through another
1331          * grace period:  They are done, regardless of CPU.
1332          */
1333         if (rdp->nxtlist != NULL &&
1334             rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != &rdp->nxtlist) {
1335                 struct rcu_head *oldhead;
1336                 struct rcu_head **oldtail;
1337                 struct rcu_head **newtail;
1338
1339                 oldhead = rdp->nxtlist;
1340                 oldtail = receive_rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1341                 rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1342                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = *oldtail;
1343                 *receive_rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = oldhead;
1344                 newtail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1345                 for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_SIZE; i++) {
1346                         if (receive_rdp->nxttail[i] == oldtail)
1347                                 receive_rdp->nxttail[i] = newtail;
1348                         if (rdp->nxttail[i] == newtail)
1349                                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1350                 }
1351         }
1352
1353         /*
1354          * Finally, put the rest of the callbacks at the end of the list.
1355          * The ones that made it partway through get to start over:  We
1356          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1357          * (We could splice RCU_WAIT_TAIL into RCU_NEXT_READY_TAIL, but
1358          * this does not seem compelling.  Not yet, anyway.)
1359          */
1360         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1361                 *receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
1362                 receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] =
1363                                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1364                 receive_rdp->n_cbs_adopted += rdp->qlen;
1365                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1366
1367                 rdp->nxtlist = NULL;
1368                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1369                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1370         }
1371
1372         /*
1373          * Record a quiescent state for the dying CPU.  This is safe
1374          * only because we have already cleared out the callbacks.
1375          * (Otherwise, the RCU core might try to schedule the invocation
1376          * of callbacks on this now-offline CPU, which would be bad.)
1377          */
1378         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1379         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1380                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1381                                "cpuofl");
1382         rcu_report_qs_rdp(smp_processor_id(), rsp, rdp, rsp->gpnum);
1383         /* Note that rcu_report_qs_rdp() might call trace_rcu_grace_period(). */
1384
1385         /*
1386          * Remove the dying CPU from the bitmasks in the rcu_node
1387          * hierarchy.  Because we are in stop_machine() context, we
1388          * automatically exclude ->onofflock critical sections.
1389          */
1390         do {
1391                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1392                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1393                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1394                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1395                         break;
1396                 }
1397                 if (rnp == rdp->mynode) {
1398                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1399                         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1400                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1401                         else
1402                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1403                         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1404                                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1405                 } else
1406                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1407                 mask = rnp->grpmask;
1408                 rnp = rnp->parent;
1409         } while (rnp != NULL);
1410 }
1411
1412 /*
1413  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1414  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
1415  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1416  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1417  */
1418 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1419 {
1420         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1421         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1422
1423         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1424         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1425 }
1426
1427 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1428
1429 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1430 {
1431 }
1432
1433 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1434 {
1435 }
1436
1437 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1438
1439 /*
1440  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1441  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1442  */
1443 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1444 {
1445         unsigned long flags;
1446         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1447         int bl, count, count_lazy;
1448
1449         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1450         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1451                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1452                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1453                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1454                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1455                 return;
1456         }
1457
1458         /*
1459          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1460          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1461          */
1462         local_irq_save(flags);
1463         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1464         bl = rdp->blimit;
1465         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1466         list = rdp->nxtlist;
1467         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1468         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1469         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1470         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1471                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1472                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1473         local_irq_restore(flags);
1474
1475         /* Invoke callbacks. */
1476         count = count_lazy = 0;
1477         while (list) {
1478                 next = list->next;
1479                 prefetch(next);
1480                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1481                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1482                         count_lazy++;
1483                 list = next;
1484                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1485                 if (++count >= bl &&
1486                     (need_resched() ||
1487                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1488                         break;
1489         }
1490
1491         local_irq_save(flags);
1492         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1493                             is_idle_task(current),
1494                             rcu_is_callbacks_kthread());
1495
1496         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1497         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1498         rdp->qlen -= count;
1499         rdp->n_cbs_invoked += count;
1500         if (list != NULL) {
1501                 *tail = rdp->nxtlist;
1502                 rdp->nxtlist = list;
1503                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1504                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1505                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1506                         else
1507                                 break;
1508         }
1509
1510         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1511         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1512                 rdp->blimit = blimit;
1513
1514         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1515         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1516                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1517                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1518         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1519                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1520
1521         local_irq_restore(flags);
1522
1523         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1524         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1525                 invoke_rcu_core();
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1530  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1531  * Also schedule RCU core processing.
1532  *
1533  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1534  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1535  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1536  */
1537 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1538 {
1539         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1540         increment_cpu_stall_ticks();
1541         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1542
1543                 /*
1544                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1545                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1546                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1547                  * a quiescent state, so note it.
1548                  *
1549                  * No memory barrier is required here because both
1550                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1551                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1552                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1553                  */
1554
1555                 rcu_sched_qs(cpu);
1556                 rcu_bh_qs(cpu);
1557
1558         } else if (!in_softirq()) {
1559
1560                 /*
1561                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1562                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1563                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1564                  * critical section, so note it.
1565                  */
1566
1567                 rcu_bh_qs(cpu);
1568         }
1569         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1570         if (rcu_pending(cpu))
1571                 invoke_rcu_core();
1572         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1577  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1578  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1579  *
1580  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1581  */
1582 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1583 {
1584         unsigned long bit;
1585         int cpu;
1586         unsigned long flags;
1587         unsigned long mask;
1588         struct rcu_node *rnp;
1589
1590         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1591                 mask = 0;
1592                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1593                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1594                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1595                         return;
1596                 }
1597                 if (rnp->qsmask == 0) {
1598                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1599                         continue;
1600                 }
1601                 cpu = rnp->grplo;
1602                 bit = 1;
1603                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1604                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1605                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1606                                 mask |= bit;
1607                 }
1608                 if (mask != 0) {
1609
1610                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1611                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1612                         continue;
1613                 }
1614                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1615         }
1616         rnp = rcu_get_root(rsp);
1617         if (rnp->qsmask == 0) {
1618                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1619                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1620         }
1621 }
1622
1623 /*
1624  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1625  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1626  */
1627 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1628 {
1629         unsigned long flags;
1630         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1631
1632         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1633         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1634                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1635                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1636         }
1637         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1638                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1639                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1640                 return; /* Someone else is already on the job. */
1641         }
1642         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1643                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1644         rsp->n_force_qs++;
1645         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1646         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1647         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1648                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1649                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1650                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1651         }
1652         rsp->fqs_active = 1;
1653         switch (rsp->fqs_state) {
1654         case RCU_GP_IDLE:
1655         case RCU_GP_INIT:
1656
1657                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1658
1659         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1660                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1661                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1662
1663                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1664
1665                 /* Record dyntick-idle state. */
1666                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1667                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1668                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1669                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1670                 break;
1671
1672         case RCU_FORCE_QS:
1673
1674                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1675                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1676                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1677
1678                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1679
1680                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1681                 break;
1682         }
1683         rsp->fqs_active = 0;
1684         if (rsp->fqs_need_gp) {
1685                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1686                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1687                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1688                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1689                 return;
1690         }
1691         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1692 unlock_fqs_ret:
1693         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1694         trace_rcu_utilization("End fqs");
1695 }
1696
1697 /*
1698  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1699  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1700  * whom the rdp belongs.
1701  */
1702 static void
1703 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1704 {
1705         unsigned long flags;
1706
1707         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1708
1709         /*
1710          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1711          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1712          */
1713         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1714                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1715
1716         /*
1717          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1718          * period that some other CPU ended.
1719          */
1720         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1721
1722         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1723         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1724
1725         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1726         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1727                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1728                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1729         }
1730
1731         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1732         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1733                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1734 }
1735
1736 /*
1737  * Do RCU core processing for the current CPU.
1738  */
1739 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1740 {
1741         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1742         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1743                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1744         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1745         rcu_preempt_process_callbacks();
1746         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1751  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1752  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1753  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1754  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1755  */
1756 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1757 {
1758         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1759                 return;
1760         if (likely(!rsp->boost)) {
1761                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1762                 return;
1763         }
1764         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1765 }
1766
1767 static void invoke_rcu_core(void)
1768 {
1769         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1770 }
1771
1772 static void
1773 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1774            struct rcu_state *rsp, bool lazy)
1775 {
1776         unsigned long flags;
1777         struct rcu_data *rdp;
1778
1779         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
1780         debug_rcu_head_queue(head);
1781         head->func = func;
1782         head->next = NULL;
1783
1784         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1785
1786         /*
1787          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1788          * Note that we might see a beginning right after we see an
1789          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1790          * a quiescent state betweentimes.
1791          */
1792         local_irq_save(flags);
1793         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1794         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1795
1796         /* Add the callback to our list. */
1797         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1798         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1799         rdp->qlen++;
1800         if (lazy)
1801                 rdp->qlen_lazy++;
1802
1803         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1804                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1805                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1806         else
1807                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1808
1809         /* If interrupts were disabled, don't dive into RCU core. */
1810         if (irqs_disabled_flags(flags)) {
1811                 local_irq_restore(flags);
1812                 return;
1813         }
1814
1815         /*
1816          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1817          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1818          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1819          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1820          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1821          */
1822         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1823
1824                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1825                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1826                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1827
1828                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1829                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1830                         unsigned long nestflag;
1831                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1832
1833                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1834                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1835                 } else {
1836                         /* Give the grace period a kick. */
1837                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1838                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1839                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1840                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1841                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1842                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1843                 }
1844         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1845                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1846         local_irq_restore(flags);
1847 }
1848
1849 /*
1850  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1851  */
1852 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1853 {
1854         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 0);
1855 }
1856 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1857
1858 /*
1859  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
1860  */
1861 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1862 {
1863         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, 0);
1864 }
1865 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1866
1867 /**
1868  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1869  *
1870  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1871  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1872  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1873  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1874  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1875  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1876  * rcu_read_lock_sched().
1877  *
1878  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
1879  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
1880  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
1881  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
1882  * handlers can run in process context, and can block.
1883  *
1884  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
1885  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
1886  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
1887  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
1888  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
1889  */
1890 void synchronize_sched(void)
1891 {
1892         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
1893                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
1894                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
1895                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
1896         if (rcu_blocking_is_gp())
1897                 return;
1898         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
1899 }
1900 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
1901
1902 /**
1903  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
1904  *
1905  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
1906  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
1907  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
1908  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
1909  * and may be nested.
1910  */
1911 void synchronize_rcu_bh(void)
1912 {
1913         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
1914                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
1915                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
1916                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
1917         if (rcu_blocking_is_gp())
1918                 return;
1919         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
1920 }
1921 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
1922
1923 static atomic_t sync_sched_expedited_started = ATOMIC_INIT(0);
1924 static atomic_t sync_sched_expedited_done = ATOMIC_INIT(0);
1925
1926 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
1927 {
1928         /*
1929          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
1930          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
1931          * time that it returns.
1932          *
1933          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
1934          * above condition is already met when the control reaches
1935          * this point and the following smp_mb() is not strictly
1936          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
1937          * robustness against future implementation changes.
1938          */
1939         smp_mb(); /* See above comment block. */
1940         return 0;
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Wait for an rcu-sched grace period to elapse, but use "big hammer"
1945  * approach to force grace period to end quickly.  This consumes
1946  * significant time on all CPUs, and is thus not recommended for
1947  * any sort of common-case code.
1948  *
1949  * Note that it is illegal to call this function while holding any
1950  * lock that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  Failing to
1951  * observe this restriction will result in deadlock.
1952  *
1953  * This implementation can be thought of as an application of ticket
1954  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
1955  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
1956  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
1957  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
1958  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
1959  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
1960  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
1961  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
1962  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
1963  *
1964  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
1965  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
1966  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
1967  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
1968  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
1969  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
1970  * doing our work for us.
1971  *
1972  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
1973  */
1974 void synchronize_sched_expedited(void)
1975 {
1976         int firstsnap, s, snap, trycount = 0;
1977
1978         /* Note that atomic_inc_return() implies full memory barrier. */
1979         firstsnap = snap = atomic_inc_return(&sync_sched_expedited_started);
1980         get_online_cpus();
1981         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1982
1983         /*
1984          * Each pass through the following loop attempts to force a
1985          * context switch on each CPU.
1986          */
1987         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
1988                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
1989                              NULL) == -EAGAIN) {
1990                 put_online_cpus();
1991
1992                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
1993                 if (trycount++ < 10)
1994                         udelay(trycount * num_online_cpus());
1995                 else {
1996                         synchronize_sched();
1997                         return;
1998                 }
1999
2000                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2001                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2002                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)firstsnap)) {
2003                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2004                         return;
2005                 }
2006
2007                 /*
2008                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2009                  * callers to piggyback on our grace period.  We subtract
2010                  * 1 to get the same token that the last incrementer got.
2011                  * We retry after they started, so our grace period works
2012                  * for them, and they started after our first try, so their
2013                  * grace period works for us.
2014                  */
2015                 get_online_cpus();
2016                 snap = atomic_read(&sync_sched_expedited_started);
2017                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2018         }
2019
2020         /*
2021          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2022          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2023          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2024          * than we did beat us to the punch.
2025          */
2026         do {
2027                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2028                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)snap)) {
2029                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2030                         break;
2031                 }
2032         } while (atomic_cmpxchg(&sync_sched_expedited_done, s, snap) != s);
2033
2034         put_online_cpus();
2035 }
2036 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2037
2038 /*
2039  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2040  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2041  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2042  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2043  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2044  */
2045 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2046 {
2047         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2048
2049         rdp->n_rcu_pending++;
2050
2051         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2052         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2053
2054         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2055         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2056             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2057
2058                 /*
2059                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
2060                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
2061                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
2062                  */
2063                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2064                 if (!rdp->preemptible &&
2065                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
2066                                  jiffies))
2067                         set_need_resched();
2068         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2069                 rdp->n_rp_report_qs++;
2070                 return 1;
2071         }
2072
2073         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2074         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2075                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2076                 return 1;
2077         }
2078
2079         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2080         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2081                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2082                 return 1;
2083         }
2084
2085         /* Has another RCU grace period completed?  */
2086         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2087                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2088                 return 1;
2089         }
2090
2091         /* Has a new RCU grace period started? */
2092         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2093                 rdp->n_rp_gp_started++;
2094                 return 1;
2095         }
2096
2097         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
2098         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2099             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
2100                 rdp->n_rp_need_fqs++;
2101                 return 1;
2102         }
2103
2104         /* nothing to do */
2105         rdp->n_rp_need_nothing++;
2106         return 0;
2107 }
2108
2109 /*
2110  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2111  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2112  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2113  */
2114 static int rcu_pending(int cpu)
2115 {
2116         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
2117                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
2118                rcu_preempt_pending(cpu);
2119 }
2120
2121 /*
2122  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2123  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2124  * 1 if so.
2125  */
2126 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2127 {
2128         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2129         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
2130                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
2131                rcu_preempt_cpu_has_callbacks(cpu);
2132 }
2133
2134 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
2135 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
2136 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
2137 static struct completion rcu_barrier_completion;
2138
2139 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
2140 {
2141         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
2142                 complete(&rcu_barrier_completion);
2143 }
2144
2145 /*
2146  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2147  */
2148 static void rcu_barrier_func(void *type)
2149 {
2150         int cpu = smp_processor_id();
2151         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
2152         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
2153                               void (*func)(struct rcu_head *head));
2154
2155         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
2156         call_rcu_func = type;
2157         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
2158 }
2159
2160 /*
2161  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2162  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2163  */
2164 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
2165                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
2166                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
2167 {
2168         BUG_ON(in_interrupt());
2169         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2170         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
2171         init_completion(&rcu_barrier_completion);
2172         /*
2173          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
2174          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
2175          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
2176          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
2177          * might complete its grace period before all of the other CPUs
2178          * did their increment, causing this function to return too
2179          * early.  Note that on_each_cpu() disables irqs, which prevents
2180          * any CPUs from coming online or going offline until each online
2181          * CPU has queued its RCU-barrier callback.
2182          */
2183         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
2184         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
2185         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
2186                 complete(&rcu_barrier_completion);
2187         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
2188         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
2189 }
2190
2191 /**
2192  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2193  */
2194 void rcu_barrier_bh(void)
2195 {
2196         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
2197 }
2198 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2199
2200 /**
2201  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2202  */
2203 void rcu_barrier_sched(void)
2204 {
2205         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
2206 }
2207 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2208
2209 /*
2210  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2211  */
2212 static void __init
2213 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2214 {
2215         unsigned long flags;
2216         int i;
2217         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2218         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2219
2220         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2221         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2222         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2223         rdp->nxtlist = NULL;
2224         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2225                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2226         rdp->qlen_lazy = 0;
2227         rdp->qlen = 0;
2228         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2229         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_NESTING);
2230         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2231         rdp->cpu = cpu;
2232         rdp->rsp = rsp;
2233         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2234 }
2235
2236 /*
2237  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2238  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2239  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2240  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2241  */
2242 static void __cpuinit
2243 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2244 {
2245         unsigned long flags;
2246         unsigned long mask;
2247         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2248         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2249
2250         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2251         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2252         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2253         rdp->preemptible = preemptible;
2254         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2255         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2256         rdp->blimit = blimit;
2257         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_NESTING;
2258         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2259                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2260         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2261         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2262
2263         /*
2264          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2265          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2266          */
2267
2268         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2269         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2270
2271         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2272         rnp = rdp->mynode;
2273         mask = rdp->grpmask;
2274         do {
2275                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2276                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2277                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2278                 mask = rnp->grpmask;
2279                 if (rnp == rdp->mynode) {
2280                         /*
2281                          * If there is a grace period in progress, we will
2282                          * set up to wait for it next time we run the
2283                          * RCU core code.
2284                          */
2285                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2286                         rdp->completed = rnp->completed;
2287                         rdp->passed_quiesce = 0;
2288                         rdp->qs_pending = 0;
2289                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2290                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2291                 }
2292                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2293                 rnp = rnp->parent;
2294         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2295
2296         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2297 }
2298
2299 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2300 {
2301         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2302         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2303         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Handle CPU online/offline notification events.
2308  */
2309 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2310                                     unsigned long action, void *hcpu)
2311 {
2312         long cpu = (long)hcpu;
2313         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2314         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2315
2316         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2317         switch (action) {
2318         case CPU_UP_PREPARE:
2319         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2320                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2321                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2322                 break;
2323         case CPU_ONLINE:
2324         case CPU_DOWN_FAILED:
2325                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2326                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2327                 break;
2328         case CPU_DOWN_PREPARE:
2329                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2330                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2331                 break;
2332         case CPU_DYING:
2333         case CPU_DYING_FROZEN:
2334                 /*
2335                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2336                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2337                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2338                  */
2339                 rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_bh_state);
2340                 rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_sched_state);
2341                 rcu_preempt_cleanup_dying_cpu();
2342                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2343                 break;
2344         case CPU_DEAD:
2345         case CPU_DEAD_FROZEN:
2346         case CPU_UP_CANCELED:
2347         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2348                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
2349                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
2350                 rcu_preempt_cleanup_dead_cpu(cpu);
2351                 break;
2352         default:
2353                 break;
2354         }
2355         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2356         return NOTIFY_OK;
2357 }
2358
2359 /*
2360  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2361  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2362  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2363  * task is booting the system).  After this function is called, the
2364  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2365  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2366  */
2367 void rcu_scheduler_starting(void)
2368 {
2369         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2370         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2371         rcu_scheduler_active = 1;
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2376  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2377  */
2378 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2379 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2380 {
2381         int i;
2382
2383         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i > 0; i--)
2384                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2385         rsp->levelspread[0] = RCU_FANOUT_LEAF;
2386 }
2387 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2388 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2389 {
2390         int ccur;
2391         int cprv;
2392         int i;
2393
2394         cprv = NR_CPUS;
2395         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2396                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2397                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2398                 cprv = ccur;
2399         }
2400 }
2401 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2402
2403 /*
2404  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2405  */
2406 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2407                 struct rcu_data __percpu *rda)
2408 {
2409         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2410                                "rcu_node_level_1",
2411                                "rcu_node_level_2",
2412                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2413         int cpustride = 1;
2414         int i;
2415         int j;
2416         struct rcu_node *rnp;
2417
2418         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2419
2420         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2421
2422         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
2423                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2424         rcu_init_levelspread(rsp);
2425
2426         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2427
2428         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2429                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2430                 rnp = rsp->level[i];
2431                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2432                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2433                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2434                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2435                         rnp->gpnum = 0;
2436                         rnp->qsmask = 0;
2437                         rnp->qsmaskinit = 0;
2438                         rnp->grplo = j * cpustride;
2439                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2440                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2441                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2442                         if (i == 0) {
2443                                 rnp->grpnum = 0;
2444                                 rnp->grpmask = 0;
2445                                 rnp->parent = NULL;
2446                         } else {
2447                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2448                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2449                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2450                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2451                         }
2452                         rnp->level = i;
2453                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2454                 }
2455         }
2456
2457         rsp->rda = rda;
2458         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
2459         for_each_possible_cpu(i) {
2460                 while (i > rnp->grphi)
2461                         rnp++;
2462                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2463                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2464         }
2465 }
2466
2467 void __init rcu_init(void)
2468 {
2469         int cpu;
2470
2471         rcu_bootup_announce();
2472         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2473         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2474         __rcu_init_preempt();
2475          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2476
2477         /*
2478          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2479          * this is called early in boot, before either interrupts
2480          * or the scheduler are operational.
2481          */
2482         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2483         for_each_online_cpu(cpu)
2484                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2485         check_cpu_stall_init();
2486 }
2487
2488 #include "rcutree_plugin.h"