rcu: move TREE_RCU from softirq to kthread
[pandora-kernel.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <asm/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52
53 #include "rcutree.h"
54
55 /* Data structures. */
56
57 static struct lock_class_key rcu_node_class[NUM_RCU_LVLS];
58
59 #define RCU_STATE_INITIALIZER(structname) { \
60         .level = { &structname.node[0] }, \
61         .levelcnt = { \
62                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
63                 NUM_RCU_LVL_1, \
64                 NUM_RCU_LVL_2, \
65                 NUM_RCU_LVL_3, \
66                 NUM_RCU_LVL_4, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
67         }, \
68         .signaled = RCU_GP_IDLE, \
69         .gpnum = -300, \
70         .completed = -300, \
71         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname.onofflock), \
72         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname.fqslock), \
73         .n_force_qs = 0, \
74         .n_force_qs_ngp = 0, \
75         .name = #structname, \
76 }
77
78 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
79 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
80
81 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
82 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
83
84 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
85 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
86
87 /*
88  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
89  * handle all flavors of RCU.
90  */
91 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
92 static DEFINE_PER_CPU(wait_queue_head_t, rcu_cpu_wq);
93 static DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
94 static char rcu_kthreads_spawnable;
95
96 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp);
97 static void invoke_rcu_kthread(void);
98
99 #define RCU_KTHREAD_PRIO 1      /* RT priority for per-CPU kthreads. */
100
101 /*
102  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
103  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
104  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
105  */
106 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
107 {
108         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
109 }
110
111 /*
112  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
113  * how many quiescent states passed, just if there was at least
114  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
115  */
116 void rcu_sched_qs(int cpu)
117 {
118         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
119
120         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
121         barrier();
122         rdp->passed_quiesc = 1;
123 }
124
125 void rcu_bh_qs(int cpu)
126 {
127         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
128
129         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
130         barrier();
131         rdp->passed_quiesc = 1;
132 }
133
134 /*
135  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
136  * and requires special handling for preemptible RCU.
137  */
138 void rcu_note_context_switch(int cpu)
139 {
140         rcu_sched_qs(cpu);
141         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
142 }
143
144 #ifdef CONFIG_NO_HZ
145 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
146         .dynticks_nesting = 1,
147         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
148 };
149 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
150
151 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
152 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
153 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
154
155 module_param(blimit, int, 0);
156 module_param(qhimark, int, 0);
157 module_param(qlowmark, int, 0);
158
159 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
160 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
161
162 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
163 static int rcu_pending(int cpu);
164
165 /*
166  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
167  */
168 long rcu_batches_completed_sched(void)
169 {
170         return rcu_sched_state.completed;
171 }
172 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
173
174 /*
175  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
176  */
177 long rcu_batches_completed_bh(void)
178 {
179         return rcu_bh_state.completed;
180 }
181 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
182
183 /*
184  * Force a quiescent state for RCU BH.
185  */
186 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
187 {
188         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
189 }
190 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
191
192 /*
193  * Force a quiescent state for RCU-sched.
194  */
195 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
196 {
197         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
198 }
199 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
200
201 /*
202  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
203  */
204 static int
205 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
206 {
207         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
208 }
209
210 /*
211  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
212  */
213 static int
214 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
215 {
216         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
217 }
218
219 /*
220  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
221  */
222 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
223 {
224         return &rsp->node[0];
225 }
226
227 #ifdef CONFIG_SMP
228
229 /*
230  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
231  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
232  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
233  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
234  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
235  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
236  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
237  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
238  * each and every time we start a new grace period.
239  */
240 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
241 {
242         /*
243          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
244          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
245          */
246         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
247                 rdp->offline_fqs++;
248                 return 1;
249         }
250
251         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
252         if (rdp->preemptable)
253                 return 0;
254
255         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
256         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
257                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
258         else
259                 set_need_resched();
260         rdp->resched_ipi++;
261         return 0;
262 }
263
264 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
265
266 #ifdef CONFIG_NO_HZ
267
268 /**
269  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
270  *
271  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
272  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
273  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
274  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
275  */
276 void rcu_enter_nohz(void)
277 {
278         unsigned long flags;
279         struct rcu_dynticks *rdtp;
280
281         local_irq_save(flags);
282         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
283         if (--rdtp->dynticks_nesting) {
284                 local_irq_restore(flags);
285                 return;
286         }
287         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
288         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
289         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
290         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
291         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
292         local_irq_restore(flags);
293
294         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
295         if (in_irq() &&
296             (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
297              __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist ||
298              rcu_preempt_needs_cpu(smp_processor_id())))
299                 set_need_resched();
300 }
301
302 /*
303  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
304  *
305  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
306  * read-side critical sections normally occur.
307  */
308 void rcu_exit_nohz(void)
309 {
310         unsigned long flags;
311         struct rcu_dynticks *rdtp;
312
313         local_irq_save(flags);
314         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
315         if (rdtp->dynticks_nesting++) {
316                 local_irq_restore(flags);
317                 return;
318         }
319         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
320         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
321         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
322         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
323         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
324         local_irq_restore(flags);
325 }
326
327 /**
328  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
329  *
330  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
331  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
332  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
333  */
334 void rcu_nmi_enter(void)
335 {
336         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
337
338         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
339             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
340                 return;
341         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
342         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
343         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
344         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
345         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
346         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
347 }
348
349 /**
350  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
351  *
352  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
353  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
354  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
355  */
356 void rcu_nmi_exit(void)
357 {
358         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
359
360         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
361             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
362                 return;
363         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
364         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
365         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
366         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
367         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
368 }
369
370 /**
371  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
372  *
373  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
374  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
375  */
376 void rcu_irq_enter(void)
377 {
378         rcu_exit_nohz();
379 }
380
381 /**
382  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
383  *
384  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
385  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
386  * with no ticks.
387  */
388 void rcu_irq_exit(void)
389 {
390         rcu_enter_nohz();
391 }
392
393 #ifdef CONFIG_SMP
394
395 /*
396  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
397  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
398  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
399  */
400 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
401 {
402         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
403         return 0;
404 }
405
406 /*
407  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
408  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
409  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
410  * for this same CPU.
411  */
412 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
413 {
414         unsigned long curr;
415         unsigned long snap;
416
417         curr = (unsigned long)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
418         snap = (unsigned long)rdp->dynticks_snap;
419
420         /*
421          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
422          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
423          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
424          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
425          * read-side critical section that started before the beginning
426          * of the current RCU grace period.
427          */
428         if ((curr & 0x1) == 0 || ULONG_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
429                 rdp->dynticks_fqs++;
430                 return 1;
431         }
432
433         /* Go check for the CPU being offline. */
434         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
435 }
436
437 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
438
439 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
440
441 #ifdef CONFIG_SMP
442
443 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
444 {
445         return 0;
446 }
447
448 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
449 {
450         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
451 }
452
453 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
454
455 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
456
457 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
458
459 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
460 {
461         rsp->gp_start = jiffies;
462         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
463 }
464
465 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
466 {
467         int cpu;
468         long delta;
469         unsigned long flags;
470         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
471
472         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
473
474         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
475         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
476         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
477                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
478                 return;
479         }
480         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
481
482         /*
483          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
484          * due to CPU offlining.
485          */
486         rcu_print_task_stall(rnp);
487         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
488
489         /*
490          * OK, time to rat on our buddy...
491          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
492          * RCU CPU stall warnings.
493          */
494         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks: {",
495                rsp->name);
496         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
497                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
498                 rcu_print_task_stall(rnp);
499                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
500                 if (rnp->qsmask == 0)
501                         continue;
502                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
503                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
504                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
505         }
506         printk("} (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
507                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
508         trigger_all_cpu_backtrace();
509
510         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
511
512         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
513
514         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
515 }
516
517 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
518 {
519         unsigned long flags;
520         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
521
522         /*
523          * OK, time to rat on ourselves...
524          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
525          * RCU CPU stall warnings.
526          */
527         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stall on CPU %d (t=%lu jiffies)\n",
528                rsp->name, smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
529         trigger_all_cpu_backtrace();
530
531         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
532         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
533                 rsp->jiffies_stall =
534                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
535         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
536
537         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
538 }
539
540 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
541 {
542         long delta;
543         struct rcu_node *rnp;
544
545         if (rcu_cpu_stall_suppress)
546                 return;
547         delta = jiffies - ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
548         rnp = rdp->mynode;
549         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
550
551                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
552                 print_cpu_stall(rsp);
553
554         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) && delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
555
556                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
557                 print_other_cpu_stall(rsp);
558         }
559 }
560
561 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
562 {
563         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
564         return NOTIFY_DONE;
565 }
566
567 /**
568  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
569  *
570  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
571  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
572  * RCU grace periods.
573  *
574  * The caller must disable hard irqs.
575  */
576 void rcu_cpu_stall_reset(void)
577 {
578         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
579         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
580         rcu_preempt_stall_reset();
581 }
582
583 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
584         .notifier_call = rcu_panic,
585 };
586
587 static void __init check_cpu_stall_init(void)
588 {
589         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
590 }
591
592 /*
593  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
594  * This is used both when we started the grace period and when we notice
595  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
596  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
597  *  and must have irqs disabled.
598  */
599 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
600 {
601         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
602                 /*
603                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
604                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
605                  * go looking for one.
606                  */
607                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
608                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
609                         rdp->qs_pending = 1;
610                         rdp->passed_quiesc = 0;
611                 } else
612                         rdp->qs_pending = 0;
613         }
614 }
615
616 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
617 {
618         unsigned long flags;
619         struct rcu_node *rnp;
620
621         local_irq_save(flags);
622         rnp = rdp->mynode;
623         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
624             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
625                 local_irq_restore(flags);
626                 return;
627         }
628         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
629         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
630 }
631
632 /*
633  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
634  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
635  * on the CPU corresponding to rdp.
636  */
637 static int
638 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
639 {
640         unsigned long flags;
641         int ret = 0;
642
643         local_irq_save(flags);
644         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
645                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
646                 ret = 1;
647         }
648         local_irq_restore(flags);
649         return ret;
650 }
651
652 /*
653  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
654  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
655  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
656  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
657  */
658 static void
659 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
660 {
661         /* Did another grace period end? */
662         if (rdp->completed != rnp->completed) {
663
664                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
665                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
666                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
667                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
668
669                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
670                 rdp->completed = rnp->completed;
671
672                 /*
673                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
674                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
675                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
676                  * spurious new grace periods.  If another grace period
677                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
678                  * we will detect this later on.
679                  */
680                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
681                         rdp->gpnum = rdp->completed;
682
683                 /*
684                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
685                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
686                  */
687                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
688                         rdp->qs_pending = 0;
689         }
690 }
691
692 /*
693  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
694  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
695  * belongs.
696  */
697 static void
698 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
699 {
700         unsigned long flags;
701         struct rcu_node *rnp;
702
703         local_irq_save(flags);
704         rnp = rdp->mynode;
705         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
706             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
707                 local_irq_restore(flags);
708                 return;
709         }
710         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
711         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
712 }
713
714 /*
715  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
716  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
717  * this CPU.
718  */
719 static void
720 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
721 {
722         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
723         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
724
725         /*
726          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
727          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
728          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
729          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
730          *
731          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
732          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
733          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
734          * by the next RCU grace period.
735          */
736         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
737         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
738
739         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
740         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
741 }
742
743 /*
744  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
745  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
746  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
747  * be disabled.
748  */
749 static void
750 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
751         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
752 {
753         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
754         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
755
756         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp) || rsp->fqs_active) {
757                 if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
758                         rsp->fqs_need_gp = 1;
759                 if (rnp->completed == rsp->completed) {
760                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
761                         return;
762                 }
763                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
764
765                 /*
766                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
767                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
768                  * of the next grace period to process their callbacks.
769                  */
770                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
771                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
772                         rnp->completed = rsp->completed;
773                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
774                 }
775                 local_irq_restore(flags);
776                 return;
777         }
778
779         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
780         rsp->gpnum++;
781         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
782         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
783         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
784         record_gp_stall_check_time(rsp);
785
786         /* Special-case the common single-level case. */
787         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
788                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
789                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
790                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
791                 rnp->completed = rsp->completed;
792                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
793                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
794                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
795                 return;
796         }
797
798         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
799
800
801         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
802         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
803
804         /*
805          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
806          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
807          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
808          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
809          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
810          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
811          * grace period is in progress, at least until the corresponding
812          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
813          * CPU-hotplug operations.
814          *
815          * Note that the grace period cannot complete until we finish
816          * the initialization process, as there will be at least one
817          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
818          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
819          * irqs disabled.
820          */
821         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
822                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
823                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
824                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
825                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
826                 rnp->completed = rsp->completed;
827                 if (rnp == rdp->mynode)
828                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
829                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
830         }
831
832         rnp = rcu_get_root(rsp);
833         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
834         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
835         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
836         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
837 }
838
839 /*
840  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
841  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
842  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
843  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
844  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
845  */
846 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
847         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
848 {
849         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
850
851         /*
852          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
853          * is seen before the assignment to rsp->completed.
854          */
855         smp_mb(); /* See above block comment. */
856         rsp->completed = rsp->gpnum;
857         rsp->signaled = RCU_GP_IDLE;
858         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
859 }
860
861 /*
862  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
863  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
864  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
865  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
866  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
867  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
868  */
869 static void
870 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
871                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
872         __releases(rnp->lock)
873 {
874         struct rcu_node *rnp_c;
875
876         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
877         for (;;) {
878                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
879
880                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
881                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
882                         return;
883                 }
884                 rnp->qsmask &= ~mask;
885                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
886
887                         /* Other bits still set at this level, so done. */
888                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
889                         return;
890                 }
891                 mask = rnp->grpmask;
892                 if (rnp->parent == NULL) {
893
894                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
895
896                         break;
897                 }
898                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
899                 rnp_c = rnp;
900                 rnp = rnp->parent;
901                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
902                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
903         }
904
905         /*
906          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
907          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
908          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
909          */
910         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
911 }
912
913 /*
914  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
915  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
916  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
917  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
918  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
919  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
920  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
921  */
922 static void
923 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
924 {
925         unsigned long flags;
926         unsigned long mask;
927         struct rcu_node *rnp;
928
929         rnp = rdp->mynode;
930         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
931         if (lastcomp != rnp->completed) {
932
933                 /*
934                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
935                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
936                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
937                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
938                  * CPU's bit already cleared in rcu_report_qs_rnp() if this
939                  * race occurred.
940                  */
941                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
942                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
943                 return;
944         }
945         mask = rdp->grpmask;
946         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
947                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
948         } else {
949                 rdp->qs_pending = 0;
950
951                 /*
952                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
953                  * callbacks can be processed during the next GP.
954                  */
955                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
956
957                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
958         }
959 }
960
961 /*
962  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
963  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
964  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
965  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
966  */
967 static void
968 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
969 {
970         /* If there is now a new grace period, record and return. */
971         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
972                 return;
973
974         /*
975          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
976          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
977          */
978         if (!rdp->qs_pending)
979                 return;
980
981         /*
982          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
983          * period? If no, then exit and wait for the next call.
984          */
985         if (!rdp->passed_quiesc)
986                 return;
987
988         /*
989          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
990          * judge of that).
991          */
992         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
993 }
994
995 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
996
997 /*
998  * Move a dying CPU's RCU callbacks to online CPU's callback list.
999  * Synchronization is not required because this function executes
1000  * in stop_machine() context.
1001  */
1002 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1003 {
1004         int i;
1005         /* current DYING CPU is cleared in the cpu_online_mask */
1006         int receive_cpu = cpumask_any(cpu_online_mask);
1007         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1008         struct rcu_data *receive_rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, receive_cpu);
1009
1010         if (rdp->nxtlist == NULL)
1011                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
1012
1013         *receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
1014         receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1015         receive_rdp->qlen += rdp->qlen;
1016         receive_rdp->n_cbs_adopted += rdp->qlen;
1017         rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1018
1019         rdp->nxtlist = NULL;
1020         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1021                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1022         rdp->qlen = 0;
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
1027  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
1028  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1029  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1030  */
1031 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1032 {
1033         unsigned long flags;
1034         unsigned long mask;
1035         int need_report = 0;
1036         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1037         struct rcu_node *rnp;
1038         struct task_struct *t;
1039
1040         /* Stop the CPU's kthread. */
1041         t = per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu);
1042         if (t != NULL) {
1043                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) = NULL;
1044                 kthread_stop(t);
1045         }
1046
1047         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1048         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1049
1050         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1051         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
1052         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1053         do {
1054                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1055                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1056                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1057                         if (rnp != rdp->mynode)
1058                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1059                         break;
1060                 }
1061                 if (rnp == rdp->mynode)
1062                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1063                 else
1064                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1065                 mask = rnp->grpmask;
1066                 rnp = rnp->parent;
1067         } while (rnp != NULL);
1068
1069         /*
1070          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1071          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1072          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1073          * held leads to deadlock.
1074          */
1075         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1076         rnp = rdp->mynode;
1077         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1078                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1079         else
1080                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1081         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1082                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp);
1083
1084         /*
1085          * If there are no more online CPUs for this rcu_node structure,
1086          * kill the rcu_node structure's kthread.  Otherwise, adjust its
1087          * affinity.
1088          */
1089         t = rnp->node_kthread_task;
1090         if (t != NULL &&
1091             rnp->qsmaskinit == 0) {
1092                 kthread_stop(t);
1093                 rnp->node_kthread_task = NULL;
1094         } else
1095                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp);
1096 }
1097
1098 /*
1099  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
1100  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
1101  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
1102  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
1103  */
1104 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1105 {
1106         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
1107         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
1108         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
1109 }
1110
1111 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1112
1113 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1114 {
1115 }
1116
1117 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1118 {
1119 }
1120
1121 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1122
1123 /*
1124  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1125  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1126  */
1127 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1128 {
1129         unsigned long flags;
1130         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1131         int count;
1132
1133         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1134         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1135                 return;
1136
1137         /*
1138          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1139          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1140          */
1141         local_irq_save(flags);
1142         list = rdp->nxtlist;
1143         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1144         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1145         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1146         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1147                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1148                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1149         local_irq_restore(flags);
1150
1151         /* Invoke callbacks. */
1152         count = 0;
1153         while (list) {
1154                 next = list->next;
1155                 prefetch(next);
1156                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1157                 list->func(list);
1158                 list = next;
1159                 if (++count >= rdp->blimit)
1160                         break;
1161         }
1162
1163         local_irq_save(flags);
1164
1165         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1166         rdp->qlen -= count;
1167         rdp->n_cbs_invoked += count;
1168         if (list != NULL) {
1169                 *tail = rdp->nxtlist;
1170                 rdp->nxtlist = list;
1171                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1172                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1173                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1174                         else
1175                                 break;
1176         }
1177
1178         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1179         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1180                 rdp->blimit = blimit;
1181
1182         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1183         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1184                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1185                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1186         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1187                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1188
1189         local_irq_restore(flags);
1190
1191         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
1192         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1193                 invoke_rcu_kthread();
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1198  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1199  * Also schedule the RCU softirq handler.
1200  *
1201  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1202  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1203  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1204  */
1205 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1206 {
1207         if (user ||
1208             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1209              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1210
1211                 /*
1212                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1213                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1214                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1215                  * a quiescent state, so note it.
1216                  *
1217                  * No memory barrier is required here because both
1218                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1219                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1220                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1221                  */
1222
1223                 rcu_sched_qs(cpu);
1224                 rcu_bh_qs(cpu);
1225
1226         } else if (!in_softirq()) {
1227
1228                 /*
1229                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1230                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1231                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1232                  * critical section, so note it.
1233                  */
1234
1235                 rcu_bh_qs(cpu);
1236         }
1237         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1238         if (rcu_pending(cpu))
1239                 invoke_rcu_kthread();
1240 }
1241
1242 #ifdef CONFIG_SMP
1243
1244 /*
1245  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1246  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1247  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1248  */
1249 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1250 {
1251         unsigned long bit;
1252         int cpu;
1253         unsigned long flags;
1254         unsigned long mask;
1255         struct rcu_node *rnp;
1256
1257         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1258                 mask = 0;
1259                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1260                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1261                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1262                         return;
1263                 }
1264                 if (rnp->qsmask == 0) {
1265                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1266                         continue;
1267                 }
1268                 cpu = rnp->grplo;
1269                 bit = 1;
1270                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1271                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1272                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1273                                 mask |= bit;
1274                 }
1275                 if (mask != 0) {
1276
1277                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1278                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1279                         continue;
1280                 }
1281                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1282         }
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1287  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1288  */
1289 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1290 {
1291         unsigned long flags;
1292         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1293
1294         if (!rcu_gp_in_progress(rsp))
1295                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1296         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1297                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1298                 return; /* Someone else is already on the job. */
1299         }
1300         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1301                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1302         rsp->n_force_qs++;
1303         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1304         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1305         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1306                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1307                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1308                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1309         }
1310         rsp->fqs_active = 1;
1311         switch (rsp->signaled) {
1312         case RCU_GP_IDLE:
1313         case RCU_GP_INIT:
1314
1315                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1316
1317         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1318                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1319                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1320
1321                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1322
1323                 /* Record dyntick-idle state. */
1324                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1325                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1326                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1327                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1328                 break;
1329
1330         case RCU_FORCE_QS:
1331
1332                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1333                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1334                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1335
1336                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1337
1338                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1339                 break;
1340         }
1341         rsp->fqs_active = 0;
1342         if (rsp->fqs_need_gp) {
1343                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1344                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1345                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1346                 return;
1347         }
1348         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1349 unlock_fqs_ret:
1350         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1351 }
1352
1353 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1354
1355 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1356 {
1357         set_need_resched();
1358 }
1359
1360 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1361
1362 /*
1363  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1364  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1365  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1366  */
1367 static void
1368 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1369 {
1370         unsigned long flags;
1371
1372         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1373
1374         /*
1375          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1376          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1377          */
1378         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1379                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1380
1381         /*
1382          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1383          * period that some other CPU ended.
1384          */
1385         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1386
1387         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1388         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1389
1390         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1391         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1392                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1393                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1394         }
1395
1396         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1397         rcu_do_batch(rsp, rdp);
1398 }
1399
1400 /*
1401  * Do softirq processing for the current CPU.
1402  */
1403 static void rcu_process_callbacks(void)
1404 {
1405         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1406                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1407         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1408         rcu_preempt_process_callbacks();
1409
1410         /* If we are last CPU on way to dyntick-idle mode, accelerate it. */
1411         rcu_needs_cpu_flush();
1412 }
1413
1414 /*
1415  * Wake up the current CPU's kthread.  This replaces raise_softirq()
1416  * in earlier versions of RCU.  Note that because we are running on
1417  * the current CPU with interrupts disabled, the rcu_cpu_kthread_task
1418  * cannot disappear out from under us.
1419  */
1420 static void invoke_rcu_kthread(void)
1421 {
1422         unsigned long flags;
1423         wait_queue_head_t *q;
1424         int cpu;
1425
1426         local_irq_save(flags);
1427         cpu = smp_processor_id();
1428         per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 1;
1429         if (per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) == NULL) {
1430                 local_irq_restore(flags);
1431                 return;
1432         }
1433         q = &per_cpu(rcu_cpu_wq, cpu);
1434         wake_up(q);
1435         local_irq_restore(flags);
1436 }
1437
1438 /*
1439  * Timer handler to initiate the waking up of per-CPU kthreads that
1440  * have yielded the CPU due to excess numbers of RCU callbacks.
1441  */
1442 static void rcu_cpu_kthread_timer(unsigned long arg)
1443 {
1444         unsigned long flags;
1445         struct rcu_data *rdp = (struct rcu_data *)arg;
1446         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1447         struct task_struct *t;
1448
1449         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1450         rnp->wakemask |= rdp->grpmask;
1451         t = rnp->node_kthread_task;
1452         if (t == NULL) {
1453                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1454                 return;
1455         }
1456         wake_up_process(t);
1457         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Drop to non-real-time priority and yield, but only after posting a
1462  * timer that will cause us to regain our real-time priority if we
1463  * remain preempted.  Either way, we restore our real-time priority
1464  * before returning.
1465  */
1466 static void rcu_yield(int cpu)
1467 {
1468         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda, cpu);
1469         struct sched_param sp;
1470         struct timer_list yield_timer;
1471
1472         setup_timer_on_stack(&yield_timer, rcu_cpu_kthread_timer, (unsigned long)rdp);
1473         mod_timer(&yield_timer, jiffies + 2);
1474         sp.sched_priority = 0;
1475         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_NORMAL, &sp);
1476         schedule();
1477         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1478         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1479         del_timer(&yield_timer);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Handle cases where the rcu_cpu_kthread() ends up on the wrong CPU.
1484  * This can happen while the corresponding CPU is either coming online
1485  * or going offline.  We cannot wait until the CPU is fully online
1486  * before starting the kthread, because the various notifier functions
1487  * can wait for RCU grace periods.  So we park rcu_cpu_kthread() until
1488  * the corresponding CPU is online.
1489  *
1490  * Return 1 if the kthread needs to stop, 0 otherwise.
1491  *
1492  * Caller must disable bh.  This function can momentarily enable it.
1493  */
1494 static int rcu_cpu_kthread_should_stop(int cpu)
1495 {
1496         while (cpu_is_offline(cpu) ||
1497                !cpumask_equal(&current->cpus_allowed, cpumask_of(cpu)) ||
1498                smp_processor_id() != cpu) {
1499                 if (kthread_should_stop())
1500                         return 1;
1501                 local_bh_enable();
1502                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1503                 if (!cpumask_equal(&current->cpus_allowed, cpumask_of(cpu)))
1504                         set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(cpu));
1505                 local_bh_disable();
1506         }
1507         return 0;
1508 }
1509
1510 /*
1511  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1512  * earlier RCU softirq.
1513  */
1514 static int rcu_cpu_kthread(void *arg)
1515 {
1516         int cpu = (int)(long)arg;
1517         unsigned long flags;
1518         int spincnt = 0;
1519         wait_queue_head_t *wqp = &per_cpu(rcu_cpu_wq, cpu);
1520         char work;
1521         char *workp = &per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu);
1522
1523         for (;;) {
1524                 wait_event_interruptible(*wqp,
1525                                          *workp != 0 || kthread_should_stop());
1526                 local_bh_disable();
1527                 if (rcu_cpu_kthread_should_stop(cpu)) {
1528                         local_bh_enable();
1529                         break;
1530                 }
1531                 local_irq_save(flags);
1532                 work = *workp;
1533                 *workp = 0;
1534                 local_irq_restore(flags);
1535                 if (work)
1536                         rcu_process_callbacks();
1537                 local_bh_enable();
1538                 if (*workp != 0)
1539                         spincnt++;
1540                 else
1541                         spincnt = 0;
1542                 if (spincnt > 10) {
1543                         rcu_yield(cpu);
1544                         spincnt = 0;
1545                 }
1546         }
1547         return 0;
1548 }
1549
1550 /*
1551  * Spawn a per-CPU kthread, setting up affinity and priority.
1552  * Because the CPU hotplug lock is held, no other CPU will be attempting
1553  * to manipulate rcu_cpu_kthread_task.  There might be another CPU
1554  * attempting to access it during boot, but the locking in kthread_bind()
1555  * will enforce sufficient ordering.
1556  */
1557 static int __cpuinit rcu_spawn_one_cpu_kthread(int cpu)
1558 {
1559         struct sched_param sp;
1560         struct task_struct *t;
1561
1562         if (!rcu_kthreads_spawnable ||
1563             per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) != NULL)
1564                 return 0;
1565         t = kthread_create(rcu_cpu_kthread, (void *)(long)cpu, "rcuc%d", cpu);
1566         if (IS_ERR(t))
1567                 return PTR_ERR(t);
1568         kthread_bind(t, cpu);
1569         WARN_ON_ONCE(per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) != NULL);
1570         per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) = t;
1571         wake_up_process(t);
1572         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1573         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1574         return 0;
1575 }
1576
1577 /*
1578  * Per-rcu_node kthread, which is in charge of waking up the per-CPU
1579  * kthreads when needed.  We ignore requests to wake up kthreads
1580  * for offline CPUs, which is OK because force_quiescent_state()
1581  * takes care of this case.
1582  */
1583 static int rcu_node_kthread(void *arg)
1584 {
1585         int cpu;
1586         unsigned long flags;
1587         unsigned long mask;
1588         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1589         struct sched_param sp;
1590         struct task_struct *t;
1591
1592         for (;;) {
1593                 wait_event_interruptible(rnp->node_wq, rnp->wakemask != 0 ||
1594                                                        kthread_should_stop());
1595                 if (kthread_should_stop())
1596                         break;
1597                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1598                 mask = rnp->wakemask;
1599                 rnp->wakemask = 0;
1600                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1601                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1) {
1602                         if ((mask & 0x1) == 0)
1603                                 continue;
1604                         preempt_disable();
1605                         t = per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu);
1606                         if (!cpu_online(cpu) || t == NULL) {
1607                                 preempt_enable();
1608                                 continue;
1609                         }
1610                         per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 1;
1611                         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1612                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1613                         preempt_enable();
1614                 }
1615         }
1616         return 0;
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1621  * served by the rcu_node in question.
1622  */
1623 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp)
1624 {
1625         cpumask_var_t cm;
1626         int cpu;
1627         unsigned long mask = rnp->qsmaskinit;
1628
1629         if (rnp->node_kthread_task == NULL ||
1630             rnp->qsmaskinit == 0)
1631                 return;
1632         if (!alloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1633                 return;
1634         cpumask_clear(cm);
1635         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1)
1636                 if (mask & 0x1)
1637                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1638         set_cpus_allowed_ptr(rnp->node_kthread_task, cm);
1639         free_cpumask_var(cm);
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Spawn a per-rcu_node kthread, setting priority and affinity.
1644  */
1645 static int __cpuinit rcu_spawn_one_node_kthread(struct rcu_state *rsp,
1646                                                 struct rcu_node *rnp)
1647 {
1648         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1649         struct sched_param sp;
1650         struct task_struct *t;
1651
1652         if (!rcu_kthreads_spawnable ||
1653             rnp->qsmaskinit == 0 ||
1654             rnp->node_kthread_task != NULL)
1655                 return 0;
1656         t = kthread_create(rcu_node_kthread, (void *)rnp, "rcun%d", rnp_index);
1657         if (IS_ERR(t))
1658                 return PTR_ERR(t);
1659         rnp->node_kthread_task = t;
1660         wake_up_process(t);
1661         sp.sched_priority = 99;
1662         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1663         return 0;
1664 }
1665
1666 /*
1667  * Spawn all kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1668  */
1669 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
1670 {
1671         int cpu;
1672         struct rcu_node *rnp;
1673
1674         rcu_kthreads_spawnable = 1;
1675         for_each_possible_cpu(cpu) {
1676                 init_waitqueue_head(&per_cpu(rcu_cpu_wq, cpu));
1677                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1678                 if (cpu_online(cpu))
1679                         (void)rcu_spawn_one_cpu_kthread(cpu);
1680         }
1681         rcu_for_each_leaf_node(&rcu_sched_state, rnp) {
1682                 init_waitqueue_head(&rnp->node_wq);
1683                 (void)rcu_spawn_one_node_kthread(&rcu_sched_state, rnp);
1684         }
1685         return 0;
1686 }
1687 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);
1688
1689 static void
1690 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1691            struct rcu_state *rsp)
1692 {
1693         unsigned long flags;
1694         struct rcu_data *rdp;
1695
1696         debug_rcu_head_queue(head);
1697         head->func = func;
1698         head->next = NULL;
1699
1700         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1701
1702         /*
1703          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1704          * Note that we might see a beginning right after we see an
1705          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1706          * a quiescent state betweentimes.
1707          */
1708         local_irq_save(flags);
1709         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1710
1711         /* Add the callback to our list. */
1712         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1713         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1714
1715         /*
1716          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1717          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1718          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1719          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1720          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1721          */
1722         if (unlikely(++rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1723
1724                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1725                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1726                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1727
1728                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1729                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1730                         unsigned long nestflag;
1731                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1732
1733                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1734                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1735                 } else {
1736                         /* Give the grace period a kick. */
1737                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1738                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1739                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1740                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1741                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1742                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1743                 }
1744         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1745                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1746         local_irq_restore(flags);
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1751  */
1752 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1753 {
1754         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1755 }
1756 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1757
1758 /*
1759  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1760  */
1761 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1762 {
1763         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1764 }
1765 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1766
1767 /**
1768  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1769  *
1770  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1771  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1772  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1773  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1774  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1775  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1776  * rcu_read_lock_sched().
1777  *
1778  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
1779  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
1780  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
1781  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
1782  * handlers can run in process context, and can block.
1783  *
1784  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
1785  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
1786  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
1787  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
1788  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
1789  */
1790 void synchronize_sched(void)
1791 {
1792         struct rcu_synchronize rcu;
1793
1794         if (rcu_blocking_is_gp())
1795                 return;
1796
1797         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
1798         init_completion(&rcu.completion);
1799         /* Will wake me after RCU finished. */
1800         call_rcu_sched(&rcu.head, wakeme_after_rcu);
1801         /* Wait for it. */
1802         wait_for_completion(&rcu.completion);
1803         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
1804 }
1805 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
1806
1807 /**
1808  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
1809  *
1810  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
1811  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
1812  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
1813  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
1814  * and may be nested.
1815  */
1816 void synchronize_rcu_bh(void)
1817 {
1818         struct rcu_synchronize rcu;
1819
1820         if (rcu_blocking_is_gp())
1821                 return;
1822
1823         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
1824         init_completion(&rcu.completion);
1825         /* Will wake me after RCU finished. */
1826         call_rcu_bh(&rcu.head, wakeme_after_rcu);
1827         /* Wait for it. */
1828         wait_for_completion(&rcu.completion);
1829         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
1830 }
1831 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
1832
1833 /*
1834  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1835  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1836  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1837  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1838  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1839  */
1840 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1841 {
1842         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1843
1844         rdp->n_rcu_pending++;
1845
1846         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1847         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1848
1849         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1850         if (rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesc) {
1851
1852                 /*
1853                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
1854                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
1855                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
1856                  */
1857                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1858                 if (!rdp->preemptable &&
1859                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
1860                                  jiffies))
1861                         set_need_resched();
1862         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesc) {
1863                 rdp->n_rp_report_qs++;
1864                 return 1;
1865         }
1866
1867         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1868         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1869                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1870                 return 1;
1871         }
1872
1873         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1874         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1875                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1876                 return 1;
1877         }
1878
1879         /* Has another RCU grace period completed?  */
1880         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1881                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1882                 return 1;
1883         }
1884
1885         /* Has a new RCU grace period started? */
1886         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1887                 rdp->n_rp_gp_started++;
1888                 return 1;
1889         }
1890
1891         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1892         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1893             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
1894                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1895                 return 1;
1896         }
1897
1898         /* nothing to do */
1899         rdp->n_rp_need_nothing++;
1900         return 0;
1901 }
1902
1903 /*
1904  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1905  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1906  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1907  */
1908 static int rcu_pending(int cpu)
1909 {
1910         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1911                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1912                rcu_preempt_pending(cpu);
1913 }
1914
1915 /*
1916  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1917  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1918  * 1 if so.
1919  */
1920 static int rcu_needs_cpu_quick_check(int cpu)
1921 {
1922         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1923         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1924                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1925                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1926 }
1927
1928 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1929 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1930 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1931 static struct completion rcu_barrier_completion;
1932
1933 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1934 {
1935         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1936                 complete(&rcu_barrier_completion);
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1941  */
1942 static void rcu_barrier_func(void *type)
1943 {
1944         int cpu = smp_processor_id();
1945         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1946         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1947                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1948
1949         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1950         call_rcu_func = type;
1951         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1956  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1957  */
1958 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1959                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1960                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1961 {
1962         BUG_ON(in_interrupt());
1963         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1964         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1965         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1966         /*
1967          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1968          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1969          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1970          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1971          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1972          * did their increment, causing this function to return too
1973          * early.  Note that on_each_cpu() disables irqs, which prevents
1974          * any CPUs from coming online or going offline until each online
1975          * CPU has queued its RCU-barrier callback.
1976          */
1977         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1978         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1979         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1980                 complete(&rcu_barrier_completion);
1981         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1982         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1983 }
1984
1985 /**
1986  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1987  */
1988 void rcu_barrier_bh(void)
1989 {
1990         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1991 }
1992 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1993
1994 /**
1995  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
1996  */
1997 void rcu_barrier_sched(void)
1998 {
1999         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
2000 }
2001 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2002
2003 /*
2004  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2005  */
2006 static void __init
2007 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2008 {
2009         unsigned long flags;
2010         int i;
2011         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2012         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2013
2014         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2015         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2016         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2017         rdp->nxtlist = NULL;
2018         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2019                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2020         rdp->qlen = 0;
2021 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2022         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2023 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
2024         rdp->cpu = cpu;
2025         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2026 }
2027
2028 /*
2029  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2030  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2031  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2032  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2033  */
2034 static void __cpuinit
2035 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
2036 {
2037         unsigned long flags;
2038         unsigned long mask;
2039         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2040         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2041
2042         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2043         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2044         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
2045         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
2046         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2047         rdp->preemptable = preemptable;
2048         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2049         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2050         rdp->blimit = blimit;
2051         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2052
2053         /*
2054          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2055          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2056          */
2057
2058         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2059         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2060
2061         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2062         rnp = rdp->mynode;
2063         mask = rdp->grpmask;
2064         do {
2065                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2066                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2067                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2068                 mask = rnp->grpmask;
2069                 if (rnp == rdp->mynode) {
2070                         rdp->gpnum = rnp->completed; /* if GP in progress... */
2071                         rdp->completed = rnp->completed;
2072                         rdp->passed_quiesc_completed = rnp->completed - 1;
2073                 }
2074                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2075                 rnp = rnp->parent;
2076         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2077
2078         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2079 }
2080
2081 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
2082 {
2083         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2084         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2085         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2086 }
2087
2088 static void __cpuinit rcu_online_kthreads(int cpu)
2089 {
2090         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda, cpu);
2091         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2092
2093         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
2094         if (rcu_kthreads_spawnable) {
2095                 (void)rcu_spawn_one_cpu_kthread(cpu);
2096                 if (rnp->node_kthread_task == NULL)
2097                         (void)rcu_spawn_one_node_kthread(&rcu_sched_state, rnp);
2098         }
2099 }
2100
2101 /*
2102  * Handle CPU online/offline notification events.
2103  */
2104 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2105                                     unsigned long action, void *hcpu)
2106 {
2107         long cpu = (long)hcpu;
2108         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda, cpu);
2109         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2110
2111         switch (action) {
2112         case CPU_UP_PREPARE:
2113         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2114                 rcu_online_cpu(cpu);
2115                 rcu_online_kthreads(cpu);
2116                 break;
2117         case CPU_ONLINE:
2118                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp);
2119                 break;
2120         case CPU_DYING:
2121         case CPU_DYING_FROZEN:
2122                 /*
2123                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2124                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2125                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2126                  */
2127                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_bh_state);
2128                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_sched_state);
2129                 rcu_preempt_send_cbs_to_online();
2130                 break;
2131         case CPU_DEAD:
2132         case CPU_DEAD_FROZEN:
2133         case CPU_UP_CANCELED:
2134         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2135                 rcu_offline_cpu(cpu);
2136                 break;
2137         default:
2138                 break;
2139         }
2140         return NOTIFY_OK;
2141 }
2142
2143 /*
2144  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2145  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2146  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2147  * task is booting the system).  After this function is called, the
2148  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2149  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2150  */
2151 void rcu_scheduler_starting(void)
2152 {
2153         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2154         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2155         rcu_scheduler_active = 1;
2156 }
2157
2158 /*
2159  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2160  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2161  */
2162 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2163 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2164 {
2165         int i;
2166
2167         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i > 0; i--)
2168                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2169         rsp->levelspread[0] = RCU_FANOUT_LEAF;
2170 }
2171 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2172 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2173 {
2174         int ccur;
2175         int cprv;
2176         int i;
2177
2178         cprv = NR_CPUS;
2179         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2180                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2181                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2182                 cprv = ccur;
2183         }
2184 }
2185 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2186
2187 /*
2188  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2189  */
2190 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2191                 struct rcu_data __percpu *rda)
2192 {
2193         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2194                                "rcu_node_level_1",
2195                                "rcu_node_level_2",
2196                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2197         int cpustride = 1;
2198         int i;
2199         int j;
2200         struct rcu_node *rnp;
2201
2202         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2203
2204         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2205
2206         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
2207                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2208         rcu_init_levelspread(rsp);
2209
2210         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2211
2212         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2213                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2214                 rnp = rsp->level[i];
2215                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2216                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2217                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2218                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2219                         rnp->gpnum = 0;
2220                         rnp->qsmask = 0;
2221                         rnp->qsmaskinit = 0;
2222                         rnp->grplo = j * cpustride;
2223                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2224                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2225                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2226                         if (i == 0) {
2227                                 rnp->grpnum = 0;
2228                                 rnp->grpmask = 0;
2229                                 rnp->parent = NULL;
2230                         } else {
2231                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2232                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2233                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2234                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2235                         }
2236                         rnp->level = i;
2237                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2238                 }
2239         }
2240
2241         rsp->rda = rda;
2242         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
2243         for_each_possible_cpu(i) {
2244                 while (i > rnp->grphi)
2245                         rnp++;
2246                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2247                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2248         }
2249 }
2250
2251 void __init rcu_init(void)
2252 {
2253         int cpu;
2254
2255         rcu_bootup_announce();
2256         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2257         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2258         __rcu_init_preempt();
2259
2260         /*
2261          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2262          * this is called early in boot, before either interrupts
2263          * or the scheduler are operational.
2264          */
2265         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2266         for_each_online_cpu(cpu)
2267                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2268         check_cpu_stall_init();
2269 }
2270
2271 #include "rcutree_plugin.h"