rcu: Make RCU_FAST_NO_HZ take advantage of numbered callbacks
[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 #include <linux/random.h>
56
57 #include "rcutree.h"
58 #include <trace/events/rcu.h>
59
60 #include "rcu.h"
61
62 /* Data structures. */
63
64 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
65 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
66
67 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) { \
68         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
69         .call = cr, \
70         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
71         .gpnum = 0UL - 300UL, \
72         .completed = 0UL - 300UL, \
73         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
74         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
75         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
76         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
77         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
78         .name = #sname, \
79         .abbr = sabbr, \
80 }
81
82 struct rcu_state rcu_sched_state =
83         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
84 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
85
86 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
87 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
88
89 static struct rcu_state *rcu_state;
90 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
91
92 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
93 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
94 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
95 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
96 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
97         NUM_RCU_LVL_0,
98         NUM_RCU_LVL_1,
99         NUM_RCU_LVL_2,
100         NUM_RCU_LVL_3,
101         NUM_RCU_LVL_4,
102 };
103 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
104
105 /*
106  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
107  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
108  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
109  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
110  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
111  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
112  * positives from lockdep-RCU error checking.
113  */
114 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
115 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
116
117 /*
118  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
119  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
120  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
121  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
122  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
123  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
124  *
125  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
126  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
127  * a time.
128  */
129 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
130
131 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
132
133 /*
134  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
135  * handle all flavors of RCU.
136  */
137 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
138 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
139 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
140 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
141
142 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
143
144 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
145 static void invoke_rcu_core(void);
146 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
147
148 /*
149  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
150  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
151  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
152  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
153  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
154  * These variables enable correlating rcutorture output with the
155  * RCU tracing information.
156  */
157 unsigned long rcutorture_testseq;
158 unsigned long rcutorture_vernum;
159
160 /*
161  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
162  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
163  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
164  */
165 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
166 {
167         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
168 }
169
170 /*
171  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
172  * how many quiescent states passed, just if there was at least
173  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
174  * The caller must have disabled preemption.
175  */
176 void rcu_sched_qs(int cpu)
177 {
178         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
179
180         if (rdp->passed_quiesce == 0)
181                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
182         rdp->passed_quiesce = 1;
183 }
184
185 void rcu_bh_qs(int cpu)
186 {
187         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
188
189         if (rdp->passed_quiesce == 0)
190                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
191         rdp->passed_quiesce = 1;
192 }
193
194 /*
195  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
196  * and requires special handling for preemptible RCU.
197  * The caller must have disabled preemption.
198  */
199 void rcu_note_context_switch(int cpu)
200 {
201         trace_rcu_utilization("Start context switch");
202         rcu_sched_qs(cpu);
203         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
204         trace_rcu_utilization("End context switch");
205 }
206 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
207
208 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
209         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
210         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
211 };
212
213 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
214 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
215 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
216
217 module_param(blimit, long, 0444);
218 module_param(qhimark, long, 0444);
219 module_param(qlowmark, long, 0444);
220
221 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
222 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
223
224 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
225 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
226
227 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
228 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
229 static int rcu_pending(int cpu);
230
231 /*
232  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
233  */
234 long rcu_batches_completed_sched(void)
235 {
236         return rcu_sched_state.completed;
237 }
238 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
239
240 /*
241  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
242  */
243 long rcu_batches_completed_bh(void)
244 {
245         return rcu_bh_state.completed;
246 }
247 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
248
249 /*
250  * Force a quiescent state for RCU BH.
251  */
252 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
253 {
254         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
257
258 /*
259  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
260  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
261  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
262  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
263  * store this state in rcutorture itself.
264  */
265 void rcutorture_record_test_transition(void)
266 {
267         rcutorture_testseq++;
268         rcutorture_vernum = 0;
269 }
270 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
271
272 /*
273  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
274  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
275  * messages.
276  */
277 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
278 {
279         rcutorture_vernum++;
280 }
281 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
282
283 /*
284  * Force a quiescent state for RCU-sched.
285  */
286 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
287 {
288         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
289 }
290 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
291
292 /*
293  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
294  */
295 static int
296 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
297 {
298         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
299                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
300 }
301
302 /*
303  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
304  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
305  * normal callback registry.
306  */
307 static int
308 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
309 {
310         int i;
311
312         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
313                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
314         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
315                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
316         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
317                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
318         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
319                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
320         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
321                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
322                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
323                                  rdp->nxtcompleted[i]))
324                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
325         return 0; /* No grace period needed. */
326 }
327
328 /*
329  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
330  */
331 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
332 {
333         return &rsp->node[0];
334 }
335
336 /*
337  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
338  *
339  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
340  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
341  * The caller must have disabled interrupts.
342  */
343 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
344                                 bool user)
345 {
346         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
347         if (!user && !is_idle_task(current)) {
348                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
349
350                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
351                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
352                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
353                           current->pid, current->comm,
354                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
355         }
356         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
357         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
358         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
359         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
360         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
361         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
362
363         /*
364          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
365          * in an RCU read-side critical section.
366          */
367         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
368                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
369         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
370                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
371         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
372                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
373 }
374
375 /*
376  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
377  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
378  */
379 static void rcu_eqs_enter(bool user)
380 {
381         long long oldval;
382         struct rcu_dynticks *rdtp;
383
384         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
385         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
386         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
387         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
388                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
389         else
390                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
391         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
392 }
393
394 /**
395  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
396  *
397  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
398  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
399  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
400  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
401  *
402  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
403  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
404  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
405  */
406 void rcu_idle_enter(void)
407 {
408         unsigned long flags;
409
410         local_irq_save(flags);
411         rcu_eqs_enter(false);
412         local_irq_restore(flags);
413 }
414 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
415
416 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
417 /**
418  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
419  *
420  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
421  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
422  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
423  * when the CPU runs in userspace.
424  */
425 void rcu_user_enter(void)
426 {
427         rcu_eqs_enter(1);
428 }
429
430 /**
431  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
432  * after the current irq returns.
433  *
434  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
435  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
436  * returns.
437  */
438 void rcu_user_enter_after_irq(void)
439 {
440         unsigned long flags;
441         struct rcu_dynticks *rdtp;
442
443         local_irq_save(flags);
444         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
445         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
446         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
447         rdtp->dynticks_nesting = 1;
448         local_irq_restore(flags);
449 }
450 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
451
452 /**
453  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
454  *
455  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
456  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
457  * sections can occur.
458  *
459  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
460  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
461  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
462  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
463  *
464  * Use things like work queues to work around this limitation.
465  *
466  * You have been warned.
467  */
468 void rcu_irq_exit(void)
469 {
470         unsigned long flags;
471         long long oldval;
472         struct rcu_dynticks *rdtp;
473
474         local_irq_save(flags);
475         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
476         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
477         rdtp->dynticks_nesting--;
478         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
479         if (rdtp->dynticks_nesting)
480                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
481         else
482                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
483         local_irq_restore(flags);
484 }
485
486 /*
487  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
488  *
489  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
490  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
491  * The caller must have disabled interrupts.
492  */
493 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
494                                int user)
495 {
496         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
497         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
498         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
499         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
500         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
501         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
502         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
503         if (!user && !is_idle_task(current)) {
504                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
505
506                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
507                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
508                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
509                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
510                           current->pid, current->comm,
511                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
512         }
513 }
514
515 /*
516  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
517  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
518  */
519 static void rcu_eqs_exit(bool user)
520 {
521         struct rcu_dynticks *rdtp;
522         long long oldval;
523
524         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
525         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
526         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
527         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
528                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
529         else
530                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
531         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
532 }
533
534 /**
535  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
536  *
537  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
538  * read-side critical sections can occur.
539  *
540  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
541  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
542  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
543  * now starting.
544  */
545 void rcu_idle_exit(void)
546 {
547         unsigned long flags;
548
549         local_irq_save(flags);
550         rcu_eqs_exit(false);
551         local_irq_restore(flags);
552 }
553 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
554
555 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
556 /**
557  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
558  *
559  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
560  * run a RCU read side critical section anytime.
561  */
562 void rcu_user_exit(void)
563 {
564         rcu_eqs_exit(1);
565 }
566
567 /**
568  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
569  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
570  *
571  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
572  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
573  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
574  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
575  */
576 void rcu_user_exit_after_irq(void)
577 {
578         unsigned long flags;
579         struct rcu_dynticks *rdtp;
580
581         local_irq_save(flags);
582         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
583         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
584         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
585         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
586         local_irq_restore(flags);
587 }
588 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
589
590 /**
591  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
592  *
593  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
594  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
595  * sections can occur.
596  *
597  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
598  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
599  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
600  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
601  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
602  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
603  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
604  *
605  * Use things like work queues to work around this limitation.
606  *
607  * You have been warned.
608  */
609 void rcu_irq_enter(void)
610 {
611         unsigned long flags;
612         struct rcu_dynticks *rdtp;
613         long long oldval;
614
615         local_irq_save(flags);
616         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
617         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
618         rdtp->dynticks_nesting++;
619         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
620         if (oldval)
621                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
622         else
623                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
624         local_irq_restore(flags);
625 }
626
627 /**
628  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
629  *
630  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
631  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
632  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
633  */
634 void rcu_nmi_enter(void)
635 {
636         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
637
638         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
639             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
640                 return;
641         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
642         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
643         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
644         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
645         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
646         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
647 }
648
649 /**
650  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
651  *
652  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
653  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
654  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
655  */
656 void rcu_nmi_exit(void)
657 {
658         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
659
660         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
661             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
662                 return;
663         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
664         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
665         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
666         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
667         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
668 }
669
670 /**
671  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
672  *
673  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
674  * or NMI handler, return true.
675  */
676 int rcu_is_cpu_idle(void)
677 {
678         int ret;
679
680         preempt_disable();
681         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
682         preempt_enable();
683         return ret;
684 }
685 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
686
687 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
688
689 /*
690  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
691  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
692  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
693  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
694  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
695  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
696  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
697  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
698  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
699  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
700  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
701  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
702  * notifiers.
703  *
704  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
705  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
706  *
707  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
708  * errors from NMI handlers anyway.
709  */
710 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
711 {
712         struct rcu_data *rdp;
713         struct rcu_node *rnp;
714         bool ret;
715
716         if (in_nmi())
717                 return 1;
718         preempt_disable();
719         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
720         rnp = rdp->mynode;
721         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
722               !rcu_scheduler_fully_active;
723         preempt_enable();
724         return ret;
725 }
726 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
727
728 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
729
730 /**
731  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
732  *
733  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
734  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
735  * disabled preemption.
736  */
737 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
738 {
739         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
740 }
741
742 /*
743  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
744  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
745  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
746  */
747 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
748 {
749         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
750         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
751 }
752
753 /*
754  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
755  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
756  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
757  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
758  */
759 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
760 {
761         unsigned int curr;
762         unsigned int snap;
763
764         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
765         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
766
767         /*
768          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
769          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
770          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
771          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
772          * read-side critical section that started before the beginning
773          * of the current RCU grace period.
774          */
775         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
776                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
777                 rdp->dynticks_fqs++;
778                 return 1;
779         }
780
781         /*
782          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
783          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
784          * state: If we see it offline even once, it has been through a
785          * quiescent state.
786          *
787          * The reason for insisting that the grace period be at least
788          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
789          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
790          * sections.
791          */
792         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
793                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
794         barrier();
795         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
796                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
797                 rdp->offline_fqs++;
798                 return 1;
799         }
800         return 0;
801 }
802
803 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
804 {
805         rsp->gp_start = jiffies;
806         rsp->jiffies_stall = jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check();
807 }
808
809 /*
810  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
811  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
812  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
813  * printed by the target CPU.
814  */
815 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
816 {
817         int cpu;
818         unsigned long flags;
819         struct rcu_node *rnp;
820
821         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
822                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
823                 if (rnp->qsmask != 0) {
824                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
825                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
826                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
827                 }
828                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
829         }
830 }
831
832 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
833 {
834         int cpu;
835         long delta;
836         unsigned long flags;
837         int ndetected = 0;
838         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
839         long totqlen = 0;
840
841         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
842
843         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
844         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
845         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
846                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
847                 return;
848         }
849         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
850         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
851
852         /*
853          * OK, time to rat on our buddy...
854          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
855          * RCU CPU stall warnings.
856          */
857         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
858                rsp->name);
859         print_cpu_stall_info_begin();
860         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
861                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
862                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
863                 if (rnp->qsmask != 0) {
864                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
865                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
866                                         print_cpu_stall_info(rsp,
867                                                              rnp->grplo + cpu);
868                                         ndetected++;
869                                 }
870                 }
871                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
872         }
873
874         /*
875          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
876          * due to CPU offlining.
877          */
878         rnp = rcu_get_root(rsp);
879         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
880         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
881         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
882
883         print_cpu_stall_info_end();
884         for_each_possible_cpu(cpu)
885                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
886         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
887                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
888                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
889         if (ndetected == 0)
890                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
891         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
892                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
893
894         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
895
896         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
897
898         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
899 }
900
901 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
902 {
903         int cpu;
904         unsigned long flags;
905         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
906         long totqlen = 0;
907
908         /*
909          * OK, time to rat on ourselves...
910          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
911          * RCU CPU stall warnings.
912          */
913         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
914         print_cpu_stall_info_begin();
915         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
916         print_cpu_stall_info_end();
917         for_each_possible_cpu(cpu)
918                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
919         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
920                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
921         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
922                 dump_stack();
923
924         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
925         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
926                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
927                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
928         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
929
930         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
931 }
932
933 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
934 {
935         unsigned long j;
936         unsigned long js;
937         struct rcu_node *rnp;
938
939         if (rcu_cpu_stall_suppress)
940                 return;
941         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
942         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
943         rnp = rdp->mynode;
944         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
945             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
946
947                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
948                 print_cpu_stall(rsp);
949
950         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
951                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
952
953                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
954                 print_other_cpu_stall(rsp);
955         }
956 }
957
958 /**
959  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
960  *
961  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
962  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
963  * RCU grace periods.
964  *
965  * The caller must disable hard irqs.
966  */
967 void rcu_cpu_stall_reset(void)
968 {
969         struct rcu_state *rsp;
970
971         for_each_rcu_flavor(rsp)
972                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
973 }
974
975 /*
976  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
977  * This is used both when we started the grace period and when we notice
978  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
979  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
980  *  and must have irqs disabled.
981  */
982 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
983 {
984         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
985                 /*
986                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
987                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
988                  * go looking for one.
989                  */
990                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
991                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
992                 rdp->passed_quiesce = 0;
993                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
994                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
995         }
996 }
997
998 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
999 {
1000         unsigned long flags;
1001         struct rcu_node *rnp;
1002
1003         local_irq_save(flags);
1004         rnp = rdp->mynode;
1005         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
1006             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1007                 local_irq_restore(flags);
1008                 return;
1009         }
1010         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1011         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
1016  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
1017  * on the CPU corresponding to rdp.
1018  */
1019 static int
1020 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1021 {
1022         unsigned long flags;
1023         int ret = 0;
1024
1025         local_irq_save(flags);
1026         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
1027                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
1028                 ret = 1;
1029         }
1030         local_irq_restore(flags);
1031         return ret;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1036  */
1037 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1038 {
1039         int i;
1040
1041         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1042                 return;
1043         rdp->nxtlist = NULL;
1044         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1045                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1050  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1051  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1052  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1053  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1054  *
1055  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1056  */
1057 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1058                                        struct rcu_node *rnp)
1059 {
1060         /*
1061          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1062          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1063          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1064          * period might have started, but just not yet gotten around
1065          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1066          */
1067         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1068                 return rnp->completed + 1;
1069
1070         /*
1071          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1072          * then the subsequent full grace period.
1073          */
1074         return rnp->completed + 2;
1075 }
1076
1077 /*
1078  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1079  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1080  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1081  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1082  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1083  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1084  * not hurt to call it repeatedly.
1085  *
1086  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1087  */
1088 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1089                                struct rcu_data *rdp)
1090 {
1091         unsigned long c;
1092         int i;
1093
1094         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1095         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1096                 return;
1097
1098         /*
1099          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1100          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1101          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1102          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1103          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1104          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1105          *
1106          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1107          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1108          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1109          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1110          * been assigned a ->completed number.
1111          */
1112         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1113         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1114                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1115                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1116                         break;
1117
1118         /*
1119          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1120          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1121          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1122          * be grouped into.
1123          */
1124         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1125                 return;
1126
1127         /*
1128          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1129          * full grace period and group them all in the sublist initially
1130          * indexed by "i".
1131          */
1132         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1133                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1134                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1135         }
1136
1137         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1138         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1139                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccWaitCB");
1140         else
1141                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccReadyCB");
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1146  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1147  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1148  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1149  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1150  *
1151  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1152  */
1153 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1154                             struct rcu_data *rdp)
1155 {
1156         int i, j;
1157
1158         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1159         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1160                 return;
1161
1162         /*
1163          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1164          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1165          */
1166         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1167                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1168                         break;
1169                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1170         }
1171         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1172         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1173                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1174
1175         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1176         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1177                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1178                         break;
1179                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1180                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1181         }
1182
1183         /* Classify any remaining callbacks. */
1184         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1189  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1190  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
1191  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
1192  */
1193 static void
1194 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1195 {
1196         /* Did another grace period end? */
1197         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1198
1199                 /* No, so just accelerate recent callbacks. */
1200                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1201
1202         } else {
1203
1204                 /* Advance callbacks. */
1205                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1206
1207                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1208                 rdp->completed = rnp->completed;
1209                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1210
1211                 /*
1212                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
1213                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
1214                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
1215                  * spurious new grace periods.  If another grace period
1216                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
1217                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
1218                  * states we found for the old GP are now invalid.
1219                  */
1220                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
1221                         rdp->gpnum = rdp->completed;
1222                         rdp->passed_quiesce = 0;
1223                 }
1224
1225                 /*
1226                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
1227                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
1228                  */
1229                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
1230                         rdp->qs_pending = 0;
1231         }
1232 }
1233
1234 /*
1235  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1236  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1237  * belongs.
1238  */
1239 static void
1240 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1241 {
1242         unsigned long flags;
1243         struct rcu_node *rnp;
1244
1245         local_irq_save(flags);
1246         rnp = rdp->mynode;
1247         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1248             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1249                 local_irq_restore(flags);
1250                 return;
1251         }
1252         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1253         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1258  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1259  * this CPU.
1260  */
1261 static void
1262 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1263 {
1264         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1265         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1266
1267         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1268         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Initialize a new grace period.
1273  */
1274 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1275 {
1276         struct rcu_data *rdp;
1277         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1278
1279         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1280         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1281
1282         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1283                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1284                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1285                 return 0;
1286         }
1287
1288         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1289         rsp->gpnum++;
1290         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1291         record_gp_stall_check_time(rsp);
1292         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1293
1294         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1295         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1296
1297         /*
1298          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1299          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1300          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1301          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1302          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1303          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1304          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1305          * CPU-hotplug operations.
1306          *
1307          * The grace period cannot complete until the initialization
1308          * process finishes, because this kthread handles both.
1309          */
1310         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1311                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1312                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1313                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1314                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1315                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1316                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1317                 rnp->completed = rsp->completed;
1318                 if (rnp == rdp->mynode)
1319                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1320                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1321                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1322                                             rnp->level, rnp->grplo,
1323                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1324                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1325 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1326                 if ((random32() % (rcu_num_nodes * 8)) == 0)
1327                         schedule_timeout_uninterruptible(2);
1328 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1329                 cond_resched();
1330         }
1331
1332         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1333         return 1;
1334 }
1335
1336 /*
1337  * Do one round of quiescent-state forcing.
1338  */
1339 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1340 {
1341         int fqs_state = fqs_state_in;
1342         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1343
1344         rsp->n_force_qs++;
1345         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1346                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1347                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1348                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1349         } else {
1350                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1351                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1352         }
1353         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1354         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1355                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1356                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1357                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1358         }
1359         return fqs_state;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Clean up after the old grace period.
1364  */
1365 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1366 {
1367         unsigned long gp_duration;
1368         int nocb = 0;
1369         struct rcu_data *rdp;
1370         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1371
1372         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1373         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1374         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1375                 rsp->gp_max = gp_duration;
1376
1377         /*
1378          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1379          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1380          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1381          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1382          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1383          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1384          */
1385         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1386
1387         /*
1388          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1389          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1390          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1391          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1392          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1393          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1394          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1395          */
1396         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1397                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1398                 rnp->completed = rsp->gpnum;
1399                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1400                 if (rnp == rdp->mynode)
1401                         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1402                 nocb += rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1403                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1404                 cond_resched();
1405         }
1406         rnp = rcu_get_root(rsp);
1407         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1408         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1409
1410         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1411         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1412         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1413         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1414         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1415         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1416                 rsp->gp_flags = 1;
1417         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1418 }
1419
1420 /*
1421  * Body of kthread that handles grace periods.
1422  */
1423 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1424 {
1425         int fqs_state;
1426         unsigned long j;
1427         int ret;
1428         struct rcu_state *rsp = arg;
1429         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1430
1431         for (;;) {
1432
1433                 /* Handle grace-period start. */
1434                 for (;;) {
1435                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1436                                                  rsp->gp_flags &
1437                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1438                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1439                             rcu_gp_init(rsp))
1440                                 break;
1441                         cond_resched();
1442                         flush_signals(current);
1443                 }
1444
1445                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1446                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1447                 j = jiffies_till_first_fqs;
1448                 if (j > HZ) {
1449                         j = HZ;
1450                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1451                 }
1452                 for (;;) {
1453                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1454                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1455                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1456                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1457                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1458                                         j);
1459                         /* If grace period done, leave loop. */
1460                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1461                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1462                                 break;
1463                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1464                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1465                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1466                                 cond_resched();
1467                         } else {
1468                                 /* Deal with stray signal. */
1469                                 cond_resched();
1470                                 flush_signals(current);
1471                         }
1472                         j = jiffies_till_next_fqs;
1473                         if (j > HZ) {
1474                                 j = HZ;
1475                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1476                         } else if (j < 1) {
1477                                 j = 1;
1478                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1479                         }
1480                 }
1481
1482                 /* Handle grace-period end. */
1483                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1484         }
1485 }
1486
1487 /*
1488  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1489  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1490  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1491  * be disabled.
1492  *
1493  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1494  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1495  * quiescent state.
1496  */
1497 static void
1498 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1499         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1500 {
1501         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1502         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1503
1504         /*
1505          * If there is no grace period in progress right now, any
1506          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1507          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1508          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1509          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks!
1510          */
1511         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1512
1513         if (!rsp->gp_kthread ||
1514             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1515                 /*
1516                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1517                  * task, this CPU does not need another grace period,
1518                  * or a grace period is already in progress.
1519                  * Either way, don't start a new grace period.
1520                  */
1521                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1522                 return;
1523         }
1524
1525         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1526         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
1527
1528         /* Ensure that CPU is aware of completion of last grace period. */
1529         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1530         local_irq_restore(flags);
1531
1532         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1533         wake_up(&rsp->gp_wq);
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1538  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1539  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1540  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1541  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1542  */
1543 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1544         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1545 {
1546         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1547         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1548         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1549 }
1550
1551 /*
1552  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1553  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1554  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1555  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1556  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1557  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1558  */
1559 static void
1560 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1561                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1562         __releases(rnp->lock)
1563 {
1564         struct rcu_node *rnp_c;
1565
1566         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1567         for (;;) {
1568                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1569
1570                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1571                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1572                         return;
1573                 }
1574                 rnp->qsmask &= ~mask;
1575                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1576                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1577                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1578                                                  !!rnp->gp_tasks);
1579                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1580
1581                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1582                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1583                         return;
1584                 }
1585                 mask = rnp->grpmask;
1586                 if (rnp->parent == NULL) {
1587
1588                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1589
1590                         break;
1591                 }
1592                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1593                 rnp_c = rnp;
1594                 rnp = rnp->parent;
1595                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1596                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1597         }
1598
1599         /*
1600          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1601          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1602          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1603          */
1604         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1605 }
1606
1607 /*
1608  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1609  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1610  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1611  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1612  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1613  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1614  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1615  */
1616 static void
1617 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1618 {
1619         unsigned long flags;
1620         unsigned long mask;
1621         struct rcu_node *rnp;
1622
1623         rnp = rdp->mynode;
1624         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1625         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1626             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1627
1628                 /*
1629                  * The grace period in which this quiescent state was
1630                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1631                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1632                  * within the current grace period.
1633                  */
1634                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1635                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1636                 return;
1637         }
1638         mask = rdp->grpmask;
1639         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1640                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1641         } else {
1642                 rdp->qs_pending = 0;
1643
1644                 /*
1645                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1646                  * callbacks can be processed during the next GP.
1647                  */
1648                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1649
1650                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1651         }
1652 }
1653
1654 /*
1655  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1656  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1657  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1658  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1659  */
1660 static void
1661 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1662 {
1663         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1664         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1665                 return;
1666
1667         /*
1668          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1669          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1670          */
1671         if (!rdp->qs_pending)
1672                 return;
1673
1674         /*
1675          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1676          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1677          */
1678         if (!rdp->passed_quiesce)
1679                 return;
1680
1681         /*
1682          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1683          * judge of that).
1684          */
1685         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1686 }
1687
1688 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1689
1690 /*
1691  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1692  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1693  * ->orphan_lock.
1694  */
1695 static void
1696 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1697                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1698 {
1699         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1700         if (is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1701                 return;
1702
1703         /*
1704          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1705          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1706          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1707          */
1708         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1709                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1710                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1711                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1712                 rdp->qlen_lazy = 0;
1713                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1714         }
1715
1716         /*
1717          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1718          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1719          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1720          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1721          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1722          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1723          * we just reset the whole thing later on.
1724          */
1725         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1726                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1727                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1728                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1729         }
1730
1731         /*
1732          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1733          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1734          * required to pass though another grace period: They are done.
1735          */
1736         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1737                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1738                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1739         }
1740
1741         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1742         init_callback_list(rdp);
1743 }
1744
1745 /*
1746  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1747  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1748  */
1749 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1750 {
1751         int i;
1752         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1753
1754         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1755         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1756                 return;
1757
1758         /* Do the accounting first. */
1759         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1760         rdp->qlen += rsp->qlen;
1761         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1762         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1763                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1764         rsp->qlen_lazy = 0;
1765         rsp->qlen = 0;
1766
1767         /*
1768          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1769          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1770          * we are the task doing the rcu_barrier().
1771          */
1772
1773         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1774         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1775                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1776                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1777                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1778                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1779                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1780                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1781                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1782         }
1783
1784         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1785         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1786                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1787                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1788                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1789                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1790         }
1791 }
1792
1793 /*
1794  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1795  */
1796 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1797 {
1798         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1799         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1800         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1801
1802         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1803         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1804                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1805                                "cpuofl");
1806 }
1807
1808 /*
1809  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1810  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1811  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1812  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1813  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1814  */
1815 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1816 {
1817         unsigned long flags;
1818         unsigned long mask;
1819         int need_report = 0;
1820         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1821         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1822
1823         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1824         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1825
1826         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1827
1828         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1829         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1830         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1831
1832         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1833         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1834         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1835
1836         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1837         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1838         do {
1839                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1840                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1841                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1842                         if (rnp != rdp->mynode)
1843                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1844                         break;
1845                 }
1846                 if (rnp == rdp->mynode)
1847                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1848                 else
1849                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1850                 mask = rnp->grpmask;
1851                 rnp = rnp->parent;
1852         } while (rnp != NULL);
1853
1854         /*
1855          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1856          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1857          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1858          * held leads to deadlock.
1859          */
1860         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1861         rnp = rdp->mynode;
1862         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1863                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1864         else
1865                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1866         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1867                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1868         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1869                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1870                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1871         init_callback_list(rdp);
1872         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1873         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1874         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1875 }
1876
1877 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1878
1879 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1880 {
1881 }
1882
1883 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1884 {
1885 }
1886
1887 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1888
1889 /*
1890  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1891  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1892  */
1893 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1894 {
1895         unsigned long flags;
1896         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1897         long bl, count, count_lazy;
1898         int i;
1899
1900         /* If no callbacks are ready, just return. */
1901         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1902                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1903                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1904                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1905                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1906                 return;
1907         }
1908
1909         /*
1910          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1911          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1912          */
1913         local_irq_save(flags);
1914         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1915         bl = rdp->blimit;
1916         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1917         list = rdp->nxtlist;
1918         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1919         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1920         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1921         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1922                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1923                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1924         local_irq_restore(flags);
1925
1926         /* Invoke callbacks. */
1927         count = count_lazy = 0;
1928         while (list) {
1929                 next = list->next;
1930                 prefetch(next);
1931                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1932                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1933                         count_lazy++;
1934                 list = next;
1935                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1936                 if (++count >= bl &&
1937                     (need_resched() ||
1938                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1939                         break;
1940         }
1941
1942         local_irq_save(flags);
1943         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1944                             is_idle_task(current),
1945                             rcu_is_callbacks_kthread());
1946
1947         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1948         if (list != NULL) {
1949                 *tail = rdp->nxtlist;
1950                 rdp->nxtlist = list;
1951                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1952                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1953                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1954                         else
1955                                 break;
1956         }
1957         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1958         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1959         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1960         rdp->n_cbs_invoked += count;
1961
1962         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1963         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1964                 rdp->blimit = blimit;
1965
1966         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1967         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1968                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1969                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1970         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1971                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1972         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
1973
1974         local_irq_restore(flags);
1975
1976         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1977         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1978                 invoke_rcu_core();
1979 }
1980
1981 /*
1982  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1983  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1984  * Also schedule RCU core processing.
1985  *
1986  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1987  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1988  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1989  */
1990 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1991 {
1992         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1993         increment_cpu_stall_ticks();
1994         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1995
1996                 /*
1997                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1998                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1999                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2000                  * a quiescent state, so note it.
2001                  *
2002                  * No memory barrier is required here because both
2003                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2004                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2005                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2006                  */
2007
2008                 rcu_sched_qs(cpu);
2009                 rcu_bh_qs(cpu);
2010
2011         } else if (!in_softirq()) {
2012
2013                 /*
2014                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2015                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2016                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2017                  * critical section, so note it.
2018                  */
2019
2020                 rcu_bh_qs(cpu);
2021         }
2022         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2023         if (rcu_pending(cpu))
2024                 invoke_rcu_core();
2025         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
2026 }
2027
2028 /*
2029  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2030  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2031  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2032  *
2033  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2034  */
2035 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
2036 {
2037         unsigned long bit;
2038         int cpu;
2039         unsigned long flags;
2040         unsigned long mask;
2041         struct rcu_node *rnp;
2042
2043         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2044                 cond_resched();
2045                 mask = 0;
2046                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2047                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2048                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2049                         return;
2050                 }
2051                 if (rnp->qsmask == 0) {
2052                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2053                         continue;
2054                 }
2055                 cpu = rnp->grplo;
2056                 bit = 1;
2057                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2058                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
2059                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2060                                 mask |= bit;
2061                 }
2062                 if (mask != 0) {
2063
2064                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2065                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2066                         continue;
2067                 }
2068                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2069         }
2070         rnp = rcu_get_root(rsp);
2071         if (rnp->qsmask == 0) {
2072                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2073                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2074         }
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2079  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2080  */
2081 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2082 {
2083         unsigned long flags;
2084         bool ret;
2085         struct rcu_node *rnp;
2086         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2087
2088         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2089         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2090         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2091                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2092                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2093                 if (rnp_old != NULL)
2094                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2095                 if (ret) {
2096                         rsp->n_force_qs_lh++;
2097                         return;
2098                 }
2099                 rnp_old = rnp;
2100         }
2101         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2102
2103         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2104         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2105         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2106         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2107                 rsp->n_force_qs_lh++;
2108                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2109                 return;  /* Someone beat us to it. */
2110         }
2111         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2112         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2113         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2114 }
2115
2116 /*
2117  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2118  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2119  * whom the rdp belongs.
2120  */
2121 static void
2122 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2123 {
2124         unsigned long flags;
2125         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2126
2127         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2128
2129         /* Handle the end of a grace period that some other CPU ended.  */
2130         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2131
2132         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2133         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2134
2135         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2136         local_irq_save(flags);
2137         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2138                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2139                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
2140         } else {
2141                 local_irq_restore(flags);
2142         }
2143
2144         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2145         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2146                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Do RCU core processing for the current CPU.
2151  */
2152 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2153 {
2154         struct rcu_state *rsp;
2155
2156         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2157                 return;
2158         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2159         for_each_rcu_flavor(rsp)
2160                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2161         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2166  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2167  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2168  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2169  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2170  */
2171 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2172 {
2173         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2174                 return;
2175         if (likely(!rsp->boost)) {
2176                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2177                 return;
2178         }
2179         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2180 }
2181
2182 static void invoke_rcu_core(void)
2183 {
2184         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2185 }
2186
2187 /*
2188  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2189  */
2190 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2191                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2192 {
2193         /*
2194          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2195          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2196          */
2197         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2198                 invoke_rcu_core();
2199
2200         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2201         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2202                 return;
2203
2204         /*
2205          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2206          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2207          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2208          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2209          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2210          */
2211         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2212
2213                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2214                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2215                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
2216
2217                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2218                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2219                         unsigned long nestflag;
2220                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2221
2222                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
2223                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
2224                 } else {
2225                         /* Give the grace period a kick. */
2226                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2227                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2228                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2229                                 force_quiescent_state(rsp);
2230                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2231                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2232                 }
2233         }
2234 }
2235
2236 /*
2237  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2238  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2239  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2240  * is expected to specify a CPU.
2241  */
2242 static void
2243 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2244            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2245 {
2246         unsigned long flags;
2247         struct rcu_data *rdp;
2248
2249         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2250         debug_rcu_head_queue(head);
2251         head->func = func;
2252         head->next = NULL;
2253
2254         /*
2255          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2256          * Note that we might see a beginning right after we see an
2257          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2258          * a quiescent state betweentimes.
2259          */
2260         local_irq_save(flags);
2261         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2262
2263         /* Add the callback to our list. */
2264         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2265                 int offline;
2266
2267                 if (cpu != -1)
2268                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2269                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2270                 WARN_ON_ONCE(offline);
2271                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2272                 local_irq_restore(flags);
2273                 return;
2274         }
2275         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2276         if (lazy)
2277                 rdp->qlen_lazy++;
2278         else
2279                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2280         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2281         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2282         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2283
2284         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2285                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2286                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2287         else
2288                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2289
2290         /* Go handle any RCU core processing required. */
2291         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2292         local_irq_restore(flags);
2293 }
2294
2295 /*
2296  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2297  */
2298 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2299 {
2300         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2301 }
2302 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2303
2304 /*
2305  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2306  */
2307 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2308 {
2309         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2310 }
2311 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2312
2313 /*
2314  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2315  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2316  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2317  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2318  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2319  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2320  * some overhead: RCU still operates correctly.
2321  */
2322 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2323 {
2324         int ret;
2325
2326         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2327         preempt_disable();
2328         ret = num_online_cpus() <= 1;
2329         preempt_enable();
2330         return ret;
2331 }
2332
2333 /**
2334  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2335  *
2336  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2337  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2338  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2339  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2340  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2341  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2342  * rcu_read_lock_sched().
2343  *
2344  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2345  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2346  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2347  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2348  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2349  *
2350  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2351  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2352  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2353  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2354  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2355  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2356  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2357  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2358  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2359  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2360  * that are executing in the kernel.
2361  *
2362  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2363  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2364  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2365  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2366  * again only if the system has more than one CPU).
2367  *
2368  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2369  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2370  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2371  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2372  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2373  */
2374 void synchronize_sched(void)
2375 {
2376         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2377                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2378                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2379                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2380         if (rcu_blocking_is_gp())
2381                 return;
2382         if (rcu_expedited)
2383                 synchronize_sched_expedited();
2384         else
2385                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2386 }
2387 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2388
2389 /**
2390  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2391  *
2392  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2393  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2394  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2395  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2396  * and may be nested.
2397  *
2398  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2399  * on memory ordering guarantees.
2400  */
2401 void synchronize_rcu_bh(void)
2402 {
2403         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2404                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2405                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2406                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2407         if (rcu_blocking_is_gp())
2408                 return;
2409         if (rcu_expedited)
2410                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2411         else
2412                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2413 }
2414 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2415
2416 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2417 {
2418         /*
2419          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2420          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2421          * time that it returns.
2422          *
2423          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2424          * above condition is already met when the control reaches
2425          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2426          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2427          * robustness against future implementation changes.
2428          */
2429         smp_mb(); /* See above comment block. */
2430         return 0;
2431 }
2432
2433 /**
2434  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2435  *
2436  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2437  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2438  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2439  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2440  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2441  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2442  * synchronize_sched() instead.
2443  *
2444  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2445  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2446  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2447  * these restriction will result in deadlock.
2448  *
2449  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2450  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2451  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2452  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2453  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2454  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2455  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2456  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2457  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2458  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2459  *
2460  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2461  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2462  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2463  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2464  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2465  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2466  * doing our work for us.
2467  *
2468  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2469  */
2470 void synchronize_sched_expedited(void)
2471 {
2472         long firstsnap, s, snap;
2473         int trycount = 0;
2474         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2475
2476         /*
2477          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2478          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2479          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2480          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2481          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2482          * course be required on a 64-bit system.
2483          */
2484         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2485                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2486                          ULONG_MAX / 8)) {
2487                 synchronize_sched();
2488                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2489                 return;
2490         }
2491
2492         /*
2493          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2494          * full memory barrier.
2495          */
2496         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2497         firstsnap = snap;
2498         get_online_cpus();
2499         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2500
2501         /*
2502          * Each pass through the following loop attempts to force a
2503          * context switch on each CPU.
2504          */
2505         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2506                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2507                              NULL) == -EAGAIN) {
2508                 put_online_cpus();
2509                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2510
2511                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2512                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2513                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2514                         /* ensure test happens before caller kfree */
2515                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2516                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2517                         return;
2518                 }
2519
2520                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2521                 if (trycount++ < 10) {
2522                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2523                 } else {
2524                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2525                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2526                         return;
2527                 }
2528
2529                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2530                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2531                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2532                         /* ensure test happens before caller kfree */
2533                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2534                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2535                         return;
2536                 }
2537
2538                 /*
2539                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2540                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2541                  * after they started, so our grace period works for them,
2542                  * and they started after our first try, so their grace
2543                  * period works for us.
2544                  */
2545                 get_online_cpus();
2546                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2547                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2548         }
2549         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2550
2551         /*
2552          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2553          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2554          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2555          * than we did already did their update.
2556          */
2557         do {
2558                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2559                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2560                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2561                         /* ensure test happens before caller kfree */
2562                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2563                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2564                         break;
2565                 }
2566         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2567         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2568
2569         put_online_cpus();
2570 }
2571 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2572
2573 /*
2574  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2575  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2576  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2577  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2578  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2579  */
2580 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2581 {
2582         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2583
2584         rdp->n_rcu_pending++;
2585
2586         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2587         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2588
2589         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2590         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2591             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2592                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2593         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2594                 rdp->n_rp_report_qs++;
2595                 return 1;
2596         }
2597
2598         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2599         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2600                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2601                 return 1;
2602         }
2603
2604         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2605         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2606                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2607                 return 1;
2608         }
2609
2610         /* Has another RCU grace period completed?  */
2611         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2612                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2613                 return 1;
2614         }
2615
2616         /* Has a new RCU grace period started? */
2617         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2618                 rdp->n_rp_gp_started++;
2619                 return 1;
2620         }
2621
2622         /* nothing to do */
2623         rdp->n_rp_need_nothing++;
2624         return 0;
2625 }
2626
2627 /*
2628  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2629  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2630  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2631  */
2632 static int rcu_pending(int cpu)
2633 {
2634         struct rcu_state *rsp;
2635
2636         for_each_rcu_flavor(rsp)
2637                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2638                         return 1;
2639         return 0;
2640 }
2641
2642 /*
2643  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2644  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2645  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2646  */
2647 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2648 {
2649         bool al = true;
2650         bool hc = false;
2651         struct rcu_data *rdp;
2652         struct rcu_state *rsp;
2653
2654         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2655                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2656                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy)
2657                         al = false;
2658                 if (rdp->nxtlist)
2659                         hc = true;
2660         }
2661         if (all_lazy)
2662                 *all_lazy = al;
2663         return hc;
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2668  * the compiler is expected to optimize this away.
2669  */
2670 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2671                                int cpu, unsigned long done)
2672 {
2673         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2674                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2675 }
2676
2677 /*
2678  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2679  * up the task executing _rcu_barrier().
2680  */
2681 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2682 {
2683         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2684         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2685
2686         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2687                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2688                 complete(&rsp->barrier_completion);
2689         } else {
2690                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2691         }
2692 }
2693
2694 /*
2695  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2696  */
2697 static void rcu_barrier_func(void *type)
2698 {
2699         struct rcu_state *rsp = type;
2700         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2701
2702         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2703         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2704         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2705 }
2706
2707 /*
2708  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2709  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2710  */
2711 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2712 {
2713         int cpu;
2714         struct rcu_data *rdp;
2715         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2716         unsigned long snap_done;
2717
2718         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2719
2720         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2721         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2722
2723         /*
2724          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2725          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2726          */
2727         smp_mb();  /* See above block comment. */
2728
2729         /*
2730          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2731          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2732          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2733          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2734          */
2735         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2736         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2737         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2738                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2739                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2740                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2741                 return;
2742         }
2743
2744         /*
2745          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2746          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2747          * the increment to precede the early-exit check.
2748          */
2749         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2750         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2751         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2752         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2753
2754         /*
2755          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2756          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2757          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2758          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2759          */
2760         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2761         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2762         get_online_cpus();
2763
2764         /*
2765          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2766          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2767          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2768          */
2769         for_each_possible_cpu(cpu) {
2770                 if (!cpu_online(cpu) && !is_nocb_cpu(cpu))
2771                         continue;
2772                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2773                 if (is_nocb_cpu(cpu)) {
2774                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2775                                            rsp->n_barrier_done);
2776                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2777                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2778                                    rsp, cpu, 0);
2779                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2780                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2781                                            rsp->n_barrier_done);
2782                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2783                 } else {
2784                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2785                                            rsp->n_barrier_done);
2786                 }
2787         }
2788         put_online_cpus();
2789
2790         /*
2791          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2792          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2793          */
2794         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2795                 complete(&rsp->barrier_completion);
2796
2797         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2798         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2799         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2800         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2801         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2802         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2803
2804         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2805         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2806
2807         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2808         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2809 }
2810
2811 /**
2812  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2813  */
2814 void rcu_barrier_bh(void)
2815 {
2816         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2817 }
2818 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2819
2820 /**
2821  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2822  */
2823 void rcu_barrier_sched(void)
2824 {
2825         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2826 }
2827 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2828
2829 /*
2830  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2831  */
2832 static void __init
2833 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2834 {
2835         unsigned long flags;
2836         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2837         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2838
2839         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2840         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2841         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2842         init_callback_list(rdp);
2843         rdp->qlen_lazy = 0;
2844         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2845         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2846         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2847         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2848         rdp->cpu = cpu;
2849         rdp->rsp = rsp;
2850         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2851         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2852 }
2853
2854 /*
2855  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2856  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2857  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2858  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2859  */
2860 static void __cpuinit
2861 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2862 {
2863         unsigned long flags;
2864         unsigned long mask;
2865         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2866         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2867
2868         /* Exclude new grace periods. */
2869         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2870
2871         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2872         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2873         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2874         rdp->preemptible = preemptible;
2875         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2876         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2877         rdp->blimit = blimit;
2878         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2879         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2880         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2881                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2882         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2883
2884         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2885         rnp = rdp->mynode;
2886         mask = rdp->grpmask;
2887         do {
2888                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2889                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2890                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2891                 mask = rnp->grpmask;
2892                 if (rnp == rdp->mynode) {
2893                         /*
2894                          * If there is a grace period in progress, we will
2895                          * set up to wait for it next time we run the
2896                          * RCU core code.
2897                          */
2898                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2899                         rdp->completed = rnp->completed;
2900                         rdp->passed_quiesce = 0;
2901                         rdp->qs_pending = 0;
2902                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2903                 }
2904                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2905                 rnp = rnp->parent;
2906         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2907         local_irq_restore(flags);
2908
2909         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2910 }
2911
2912 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2913 {
2914         struct rcu_state *rsp;
2915
2916         for_each_rcu_flavor(rsp)
2917                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2918                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2919 }
2920
2921 /*
2922  * Handle CPU online/offline notification events.
2923  */
2924 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2925                                     unsigned long action, void *hcpu)
2926 {
2927         long cpu = (long)hcpu;
2928         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2929         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2930         struct rcu_state *rsp;
2931
2932         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2933         switch (action) {
2934         case CPU_UP_PREPARE:
2935         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2936                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2937                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2938                 break;
2939         case CPU_ONLINE:
2940         case CPU_DOWN_FAILED:
2941                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2942                 break;
2943         case CPU_DOWN_PREPARE:
2944                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2945                 break;
2946         case CPU_DYING:
2947         case CPU_DYING_FROZEN:
2948                 /*
2949                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2950                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2951                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2952                  */
2953                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2954                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
2955                 break;
2956         case CPU_DEAD:
2957         case CPU_DEAD_FROZEN:
2958         case CPU_UP_CANCELED:
2959         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2960                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2961                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
2962                 break;
2963         default:
2964                 break;
2965         }
2966         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2967         return NOTIFY_OK;
2968 }
2969
2970 /*
2971  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
2972  */
2973 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
2974 {
2975         unsigned long flags;
2976         struct rcu_node *rnp;
2977         struct rcu_state *rsp;
2978         struct task_struct *t;
2979
2980         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2981                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
2982                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2983                 rnp = rcu_get_root(rsp);
2984                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2985                 rsp->gp_kthread = t;
2986                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2987                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
2988         }
2989         return 0;
2990 }
2991 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
2992
2993 /*
2994  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2995  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2996  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2997  * task is booting the system).  After this function is called, the
2998  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2999  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3000  */
3001 void rcu_scheduler_starting(void)
3002 {
3003         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3004         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3005         rcu_scheduler_active = 1;
3006 }
3007
3008 /*
3009  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3010  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3011  */
3012 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3013 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3014 {
3015         int i;
3016
3017         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3018                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3019         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3020 }
3021 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3022 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3023 {
3024         int ccur;
3025         int cprv;
3026         int i;
3027
3028         cprv = nr_cpu_ids;
3029         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3030                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3031                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3032                 cprv = ccur;
3033         }
3034 }
3035 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3036
3037 /*
3038  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3039  */
3040 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3041                 struct rcu_data __percpu *rda)
3042 {
3043         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3044                                "rcu_node_1",
3045                                "rcu_node_2",
3046                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3047         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3048                                "rcu_node_fqs_1",
3049                                "rcu_node_fqs_2",
3050                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3051         int cpustride = 1;
3052         int i;
3053         int j;
3054         struct rcu_node *rnp;
3055
3056         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3057
3058         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3059         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3060                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3061
3062         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3063
3064         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3065                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3066         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3067                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3068         rcu_init_levelspread(rsp);
3069
3070         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3071
3072         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3073                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3074                 rnp = rsp->level[i];
3075                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3076                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3077                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3078                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3079                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3080                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3081                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3082                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3083                         rnp->completed = rsp->completed;
3084                         rnp->qsmask = 0;
3085                         rnp->qsmaskinit = 0;
3086                         rnp->grplo = j * cpustride;
3087                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3088                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3089                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3090                         if (i == 0) {
3091                                 rnp->grpnum = 0;
3092                                 rnp->grpmask = 0;
3093                                 rnp->parent = NULL;
3094                         } else {
3095                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3096                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3097                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3098                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3099                         }
3100                         rnp->level = i;
3101                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3102                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3103                 }
3104         }
3105
3106         rsp->rda = rda;
3107         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3108         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3109         for_each_possible_cpu(i) {
3110                 while (i > rnp->grphi)
3111                         rnp++;
3112                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3113                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3114         }
3115         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3116 }
3117
3118 /*
3119  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3120  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3121  * the ->node array in the rcu_state structure.
3122  */
3123 static void __init rcu_init_geometry(void)
3124 {
3125         int i;
3126         int j;
3127         int n = nr_cpu_ids;
3128         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3129
3130         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3131         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3132             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3133                 return;
3134
3135         /*
3136          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3137          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3138          * some of the arithmetic easier.
3139          */
3140         rcu_capacity[0] = 1;
3141         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3142         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3143                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3144
3145         /*
3146          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3147          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3148          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3149          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3150          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3151          * compile-time values if these limits are exceeded.
3152          */
3153         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3154             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3155             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3156                 WARN_ON(1);
3157                 return;
3158         }
3159
3160         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3161         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3162                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3163                         for (j = 0; j <= i; j++)
3164                                 num_rcu_lvl[j] =
3165                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3166                         rcu_num_lvls = i;
3167                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3168                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3169                         break;
3170                 }
3171
3172         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3173         rcu_num_nodes = 0;
3174         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3175                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3176         rcu_num_nodes -= n;
3177 }
3178
3179 void __init rcu_init(void)
3180 {
3181         int cpu;
3182
3183         rcu_bootup_announce();
3184         rcu_init_geometry();
3185         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3186         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3187         __rcu_init_preempt();
3188          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3189
3190         /*
3191          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3192          * this is called early in boot, before either interrupts
3193          * or the scheduler are operational.
3194          */
3195         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3196         for_each_online_cpu(cpu)
3197                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3198 }
3199
3200 #include "rcutree_plugin.h"