1c40326724f65f9bacecd2b8cec4381b6d6f0f2f
[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 <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
54 #include "rcutree.h"
55 #include <trace/events/rcu.h>
56
57 #include "rcu.h"
58
59 /* Data structures. */
60
61 static struct lock_class_key rcu_node_class[NUM_RCU_LVLS];
62
63 #define RCU_STATE_INITIALIZER(structname) { \
64         .level = { &structname##_state.node[0] }, \
65         .levelcnt = { \
66                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
67                 NUM_RCU_LVL_1, \
68                 NUM_RCU_LVL_2, \
69                 NUM_RCU_LVL_3, \
70                 NUM_RCU_LVL_4, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
71         }, \
72         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
73         .gpnum = -300, \
74         .completed = -300, \
75         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.onofflock), \
76         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.fqslock), \
77         .n_force_qs = 0, \
78         .n_force_qs_ngp = 0, \
79         .name = #structname, \
80 }
81
82 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched);
83 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
84
85 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh);
86 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
87
88 static struct rcu_state *rcu_state;
89
90 /*
91  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
92  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
93  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
94  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
95  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
96  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
97  * positives from lockdep-RCU error checking.
98  */
99 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
100 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
101
102 /*
103  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
104  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
105  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
106  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
107  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
108  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
109  *
110  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
111  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
112  * a time.
113  */
114 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
115
116 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
117
118 /*
119  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
120  * handle all flavors of RCU.
121  */
122 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
123 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
124 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
125 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
126 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
127
128 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
129
130 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
131 static void invoke_rcu_core(void);
132 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
133
134 /*
135  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
136  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
137  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
138  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
139  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
140  * These variables enable correlating rcutorture output with the
141  * RCU tracing information.
142  */
143 unsigned long rcutorture_testseq;
144 unsigned long rcutorture_vernum;
145
146 /*
147  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
148  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
149  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
150  */
151 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
152 {
153         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
154 }
155
156 /*
157  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
158  * how many quiescent states passed, just if there was at least
159  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
160  * The caller must have disabled preemption.
161  */
162 void rcu_sched_qs(int cpu)
163 {
164         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
165
166         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
167         barrier();
168         if (rdp->passed_quiesce == 0)
169                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
170         rdp->passed_quiesce = 1;
171 }
172
173 void rcu_bh_qs(int cpu)
174 {
175         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
176
177         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
178         barrier();
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 /*
185  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
186  * and requires special handling for preemptible RCU.
187  * The caller must have disabled preemption.
188  */
189 void rcu_note_context_switch(int cpu)
190 {
191         trace_rcu_utilization("Start context switch");
192         rcu_sched_qs(cpu);
193         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
194         trace_rcu_utilization("End context switch");
195 }
196 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
197
198 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
199         .dynticks_nesting = LLONG_MAX / 2,
200         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
201 };
202
203 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
204 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
205 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
206
207 module_param(blimit, int, 0);
208 module_param(qhimark, int, 0);
209 module_param(qlowmark, int, 0);
210
211 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
212 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
213
214 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
215 static int rcu_pending(int cpu);
216
217 /*
218  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
219  */
220 long rcu_batches_completed_sched(void)
221 {
222         return rcu_sched_state.completed;
223 }
224 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
225
226 /*
227  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
228  */
229 long rcu_batches_completed_bh(void)
230 {
231         return rcu_bh_state.completed;
232 }
233 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
234
235 /*
236  * Force a quiescent state for RCU BH.
237  */
238 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
239 {
240         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
241 }
242 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
243
244 /*
245  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
246  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
247  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
248  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
249  * store this state in rcutorture itself.
250  */
251 void rcutorture_record_test_transition(void)
252 {
253         rcutorture_testseq++;
254         rcutorture_vernum = 0;
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
257
258 /*
259  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
260  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
261  * messages.
262  */
263 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
264 {
265         rcutorture_vernum++;
266 }
267 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
268
269 /*
270  * Force a quiescent state for RCU-sched.
271  */
272 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
273 {
274         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
277
278 /*
279  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
280  */
281 static int
282 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
283 {
284         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
285 }
286
287 /*
288  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
289  */
290 static int
291 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
292 {
293         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
294 }
295
296 /*
297  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
298  */
299 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
300 {
301         return &rsp->node[0];
302 }
303
304 #ifdef CONFIG_SMP
305
306 /*
307  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
308  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
309  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
310  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
311  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
312  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
313  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
314  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
315  * each and every time we start a new grace period.
316  */
317 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
318 {
319         /*
320          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
321          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
322          */
323         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
324                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
325                 rdp->offline_fqs++;
326                 return 1;
327         }
328
329         /*
330          * The CPU is online, so send it a reschedule IPI.  This forces
331          * it through the scheduler, and (inefficiently) also handles cases
332          * where idle loops fail to inform RCU about the CPU being idle.
333          */
334         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
335                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
336         else
337                 set_need_resched();
338         rdp->resched_ipi++;
339         return 0;
340 }
341
342 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
343
344 /*
345  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
346  *
347  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
348  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
349  * The caller must have disabled interrupts.
350  */
351 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp)
352 {
353         if (rdtp->dynticks_nesting) {
354                 trace_rcu_dyntick("--=", rdtp->dynticks_nesting);
355                 return;
356         }
357         trace_rcu_dyntick("Start", rdtp->dynticks_nesting);
358         if (!idle_cpu(smp_processor_id())) {
359                 WARN_ON_ONCE(1);        /* must be idle task! */
360                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task",
361                                    rdtp->dynticks_nesting);
362                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
363         }
364         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
365         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
366         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
367         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
368         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
369 }
370
371 /**
372  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
373  *
374  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
375  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
376  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
377  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
378  *
379  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
380  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
381  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
382  */
383 void rcu_idle_enter(void)
384 {
385         unsigned long flags;
386         struct rcu_dynticks *rdtp;
387
388         local_irq_save(flags);
389         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
390         rdtp->dynticks_nesting = 0;
391         rcu_idle_enter_common(rdtp);
392         local_irq_restore(flags);
393 }
394
395 /**
396  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
397  *
398  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
399  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
400  * sections can occur.
401  *
402  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
403  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
404  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
405  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
406  *
407  * Use things like work queues to work around this limitation.
408  *
409  * You have been warned.
410  */
411 void rcu_irq_exit(void)
412 {
413         unsigned long flags;
414         struct rcu_dynticks *rdtp;
415
416         local_irq_save(flags);
417         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
418         rdtp->dynticks_nesting--;
419         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
420         rcu_idle_enter_common(rdtp);
421         local_irq_restore(flags);
422 }
423
424 /*
425  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
426  *
427  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
428  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
429  * The caller must have disabled interrupts.
430  */
431 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
432 {
433         if (oldval) {
434                 trace_rcu_dyntick("++=", rdtp->dynticks_nesting);
435                 return;
436         }
437         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
438         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
439         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
440         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
441         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
442         trace_rcu_dyntick("End", oldval);
443         if (!idle_cpu(smp_processor_id())) {
444                 WARN_ON_ONCE(1);        /* must be idle task! */
445                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task", oldval);
446                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
447         }
448 }
449
450 /**
451  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
452  *
453  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
454  * read-side critical sections can occur.
455  *
456  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to LLONG_MAX/2 to allow for
457  * the possibility of usermode upcalls messing up our count
458  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
459  * now starting.
460  */
461 void rcu_idle_exit(void)
462 {
463         unsigned long flags;
464         struct rcu_dynticks *rdtp;
465         long long oldval;
466
467         local_irq_save(flags);
468         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
469         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
470         WARN_ON_ONCE(oldval != 0);
471         rdtp->dynticks_nesting = LLONG_MAX / 2;
472         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
473         local_irq_restore(flags);
474 }
475
476 /**
477  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
478  *
479  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
480  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
481  * sections can occur.
482  *
483  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
484  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
485  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
486  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
487  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
488  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
489  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
490  *
491  * Use things like work queues to work around this limitation.
492  *
493  * You have been warned.
494  */
495 void rcu_irq_enter(void)
496 {
497         unsigned long flags;
498         struct rcu_dynticks *rdtp;
499         long long oldval;
500
501         local_irq_save(flags);
502         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
503         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
504         rdtp->dynticks_nesting++;
505         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
506         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
507         local_irq_restore(flags);
508 }
509
510 /**
511  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
512  *
513  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
514  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
515  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
516  */
517 void rcu_nmi_enter(void)
518 {
519         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
520
521         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
522             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
523                 return;
524         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
525         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
526         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
527         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
528         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
529         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
530 }
531
532 /**
533  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
534  *
535  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
536  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
537  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
538  */
539 void rcu_nmi_exit(void)
540 {
541         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
542
543         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
544             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
545                 return;
546         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
547         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
548         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
549         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
550         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
551 }
552
553 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
554
555 /**
556  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
557  *
558  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
559  * or NMI handler, return true.  The caller must have at least disabled
560  * preemption.
561  */
562 int rcu_is_cpu_idle(void)
563 {
564         return (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
565 }
566
567 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
568
569 /**
570  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
571  *
572  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
573  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
574  * disabled preemption.
575  */
576 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
577 {
578         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
579 }
580
581 #ifdef CONFIG_SMP
582
583 /*
584  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
585  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
586  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
587  */
588 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
589 {
590         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
591         return 0;
592 }
593
594 /*
595  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
596  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
597  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
598  * for this same CPU.
599  */
600 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
601 {
602         unsigned int curr;
603         unsigned int snap;
604
605         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
606         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
607
608         /*
609          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
610          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
611          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
612          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
613          * read-side critical section that started before the beginning
614          * of the current RCU grace period.
615          */
616         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
617                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
618                 rdp->dynticks_fqs++;
619                 return 1;
620         }
621
622         /* Go check for the CPU being offline. */
623         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
624 }
625
626 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
627
628 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
629
630 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
631 {
632         rsp->gp_start = jiffies;
633         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
634 }
635
636 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
637 {
638         int cpu;
639         long delta;
640         unsigned long flags;
641         int ndetected;
642         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
643
644         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
645
646         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
647         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
648         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
649                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
650                 return;
651         }
652         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
653
654         /*
655          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
656          * due to CPU offlining.
657          */
658         ndetected = rcu_print_task_stall(rnp);
659         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
660
661         /*
662          * OK, time to rat on our buddy...
663          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
664          * RCU CPU stall warnings.
665          */
666         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks: {",
667                rsp->name);
668         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
669                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
670                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
671                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
672                 if (rnp->qsmask == 0)
673                         continue;
674                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
675                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
676                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
677                                 ndetected++;
678                         }
679         }
680         printk("} (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
681                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
682         if (ndetected == 0)
683                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
684         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
685                 dump_stack();
686
687         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
688
689         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
690
691         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
692 }
693
694 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
695 {
696         unsigned long flags;
697         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
698
699         /*
700          * OK, time to rat on ourselves...
701          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
702          * RCU CPU stall warnings.
703          */
704         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stall on CPU %d (t=%lu jiffies)\n",
705                rsp->name, smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
706         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
707                 dump_stack();
708
709         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
710         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
711                 rsp->jiffies_stall =
712                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
713         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
714
715         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
716 }
717
718 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
719 {
720         unsigned long j;
721         unsigned long js;
722         struct rcu_node *rnp;
723
724         if (rcu_cpu_stall_suppress)
725                 return;
726         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
727         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
728         rnp = rdp->mynode;
729         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
730
731                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
732                 print_cpu_stall(rsp);
733
734         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
735                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
736
737                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
738                 print_other_cpu_stall(rsp);
739         }
740 }
741
742 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
743 {
744         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
745         return NOTIFY_DONE;
746 }
747
748 /**
749  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
750  *
751  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
752  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
753  * RCU grace periods.
754  *
755  * The caller must disable hard irqs.
756  */
757 void rcu_cpu_stall_reset(void)
758 {
759         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
760         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
761         rcu_preempt_stall_reset();
762 }
763
764 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
765         .notifier_call = rcu_panic,
766 };
767
768 static void __init check_cpu_stall_init(void)
769 {
770         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
771 }
772
773 /*
774  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
775  * This is used both when we started the grace period and when we notice
776  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
777  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
778  *  and must have irqs disabled.
779  */
780 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
781 {
782         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
783                 /*
784                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
785                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
786                  * go looking for one.
787                  */
788                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
789                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
790                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
791                         rdp->qs_pending = 1;
792                         rdp->passed_quiesce = 0;
793                 } else
794                         rdp->qs_pending = 0;
795         }
796 }
797
798 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
799 {
800         unsigned long flags;
801         struct rcu_node *rnp;
802
803         local_irq_save(flags);
804         rnp = rdp->mynode;
805         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
806             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
807                 local_irq_restore(flags);
808                 return;
809         }
810         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
811         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
812 }
813
814 /*
815  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
816  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
817  * on the CPU corresponding to rdp.
818  */
819 static int
820 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
821 {
822         unsigned long flags;
823         int ret = 0;
824
825         local_irq_save(flags);
826         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
827                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
828                 ret = 1;
829         }
830         local_irq_restore(flags);
831         return ret;
832 }
833
834 /*
835  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
836  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
837  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
838  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
839  */
840 static void
841 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
842 {
843         /* Did another grace period end? */
844         if (rdp->completed != rnp->completed) {
845
846                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
847                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
848                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
849                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
850
851                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
852                 rdp->completed = rnp->completed;
853                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
854
855                 /*
856                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
857                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
858                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
859                  * spurious new grace periods.  If another grace period
860                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
861                  * we will detect this later on.
862                  */
863                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
864                         rdp->gpnum = rdp->completed;
865
866                 /*
867                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
868                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
869                  */
870                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
871                         rdp->qs_pending = 0;
872         }
873 }
874
875 /*
876  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
877  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
878  * belongs.
879  */
880 static void
881 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
882 {
883         unsigned long flags;
884         struct rcu_node *rnp;
885
886         local_irq_save(flags);
887         rnp = rdp->mynode;
888         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
889             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
890                 local_irq_restore(flags);
891                 return;
892         }
893         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
894         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
895 }
896
897 /*
898  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
899  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
900  * this CPU.
901  */
902 static void
903 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
904 {
905         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
906         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
907
908         /*
909          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
910          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
911          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
912          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
913          *
914          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
915          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
916          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
917          * by the next RCU grace period.
918          */
919         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
920         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
921
922         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
923         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
924 }
925
926 /*
927  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
928  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
929  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
930  * be disabled.
931  */
932 static void
933 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
934         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
935 {
936         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
937         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
938
939         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
940             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
941                 /*
942                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
943                  * non-idle task or this CPU does not need another
944                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
945                  * period.
946                  */
947                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
948                 return;
949         }
950
951         if (rsp->fqs_active) {
952                 /*
953                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
954                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
955                  */
956                 rsp->fqs_need_gp = 1;
957                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
958                 return;
959         }
960
961         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
962         rsp->gpnum++;
963         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
964         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
965         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
966         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
967         record_gp_stall_check_time(rsp);
968
969         /* Special-case the common single-level case. */
970         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
971                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
972                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
973                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
974                 rnp->completed = rsp->completed;
975                 rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK */
976                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
977                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
978                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
979                                             rnp->level, rnp->grplo,
980                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
981                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
982                 return;
983         }
984
985         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
986
987
988         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
989         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
990
991         /*
992          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
993          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
994          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
995          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
996          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
997          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
998          * grace period is in progress, at least until the corresponding
999          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1000          * CPU-hotplug operations.
1001          *
1002          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1003          * the initialization process, as there will be at least one
1004          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1005          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1006          * irqs disabled.
1007          */
1008         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1009                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1010                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1011                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1012                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1013                 rnp->completed = rsp->completed;
1014                 if (rnp == rdp->mynode)
1015                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1016                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1017                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1018                                             rnp->level, rnp->grplo,
1019                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1020                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1021         }
1022
1023         rnp = rcu_get_root(rsp);
1024         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1025         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1026         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1027         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1032  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1033  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1034  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1035  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1036  */
1037 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1038         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1039 {
1040         unsigned long gp_duration;
1041         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1042         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1043
1044         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1045
1046         /*
1047          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1048          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1049          */
1050         smp_mb(); /* See above block comment. */
1051         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1052         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1053                 rsp->gp_max = gp_duration;
1054
1055         /*
1056          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1057          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1058          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1059          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1060          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1061          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1062          *
1063          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1064          * care of this while initializing the next grace period.
1065          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1066          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1067          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1068          * completed.
1069          */
1070         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1071                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1072
1073                 /*
1074                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1075                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1076                  * of the next grace period to process their callbacks.
1077                  */
1078                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1079                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1080                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1081                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1082                 }
1083                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1084                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1085         }
1086
1087         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1088         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1089         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1090         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1091 }
1092
1093 /*
1094  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1095  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1096  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1097  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1098  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1099  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1100  */
1101 static void
1102 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1103                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1104         __releases(rnp->lock)
1105 {
1106         struct rcu_node *rnp_c;
1107
1108         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1109         for (;;) {
1110                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1111
1112                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1113                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1114                         return;
1115                 }
1116                 rnp->qsmask &= ~mask;
1117                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1118                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1119                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1120                                                  !!rnp->gp_tasks);
1121                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1122
1123                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1124                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1125                         return;
1126                 }
1127                 mask = rnp->grpmask;
1128                 if (rnp->parent == NULL) {
1129
1130                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1131
1132                         break;
1133                 }
1134                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1135                 rnp_c = rnp;
1136                 rnp = rnp->parent;
1137                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1138                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1139         }
1140
1141         /*
1142          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1143          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1144          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1145          */
1146         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1147 }
1148
1149 /*
1150  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1151  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1152  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1153  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1154  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1155  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1156  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1157  */
1158 static void
1159 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1160 {
1161         unsigned long flags;
1162         unsigned long mask;
1163         struct rcu_node *rnp;
1164
1165         rnp = rdp->mynode;
1166         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1167         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1168
1169                 /*
1170                  * The grace period in which this quiescent state was
1171                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1172                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1173                  * within the current grace period.
1174                  */
1175                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1176                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1177                 return;
1178         }
1179         mask = rdp->grpmask;
1180         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1181                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1182         } else {
1183                 rdp->qs_pending = 0;
1184
1185                 /*
1186                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1187                  * callbacks can be processed during the next GP.
1188                  */
1189                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1190
1191                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1192         }
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1197  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1198  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1199  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1200  */
1201 static void
1202 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1203 {
1204         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1205         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1206                 return;
1207
1208         /*
1209          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1210          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1211          */
1212         if (!rdp->qs_pending)
1213                 return;
1214
1215         /*
1216          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1217          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1218          */
1219         if (!rdp->passed_quiesce)
1220                 return;
1221
1222         /*
1223          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1224          * judge of that).
1225          */
1226         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1227 }
1228
1229 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1230
1231 /*
1232  * Move a dying CPU's RCU callbacks to online CPU's callback list.
1233  * Synchronization is not required because this function executes
1234  * in stop_machine() context.
1235  */
1236 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1237 {
1238         int i;
1239         /* current DYING CPU is cleared in the cpu_online_mask */
1240         int receive_cpu = cpumask_any(cpu_online_mask);
1241         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1242         struct rcu_data *receive_rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, receive_cpu);
1243
1244         if (rdp->nxtlist == NULL)
1245                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
1246
1247         *receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
1248         receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1249         receive_rdp->qlen += rdp->qlen;
1250         receive_rdp->n_cbs_adopted += rdp->qlen;
1251         rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1252
1253         rdp->nxtlist = NULL;
1254         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1255                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1256         rdp->qlen = 0;
1257 }
1258
1259 /*
1260  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
1261  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
1262  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1263  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1264  */
1265 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1266 {
1267         unsigned long flags;
1268         unsigned long mask;
1269         int need_report = 0;
1270         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1271         struct rcu_node *rnp;
1272
1273         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1274
1275         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1276         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1277
1278         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1279         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
1280         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1281         do {
1282                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1283                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1284                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1285                         if (rnp != rdp->mynode)
1286                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1287                         else
1288                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1289                                                        rnp->gpnum + 1 -
1290                                                        !!(rnp->qsmask & mask),
1291                                                        "cpuofl");
1292                         break;
1293                 }
1294                 if (rnp == rdp->mynode) {
1295                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1296                                                rnp->gpnum + 1 -
1297                                                !!(rnp->qsmask & mask),
1298                                                "cpuofl");
1299                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1300                 } else
1301                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1302                 mask = rnp->grpmask;
1303                 rnp = rnp->parent;
1304         } while (rnp != NULL);
1305
1306         /*
1307          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1308          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1309          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1310          * held leads to deadlock.
1311          */
1312         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1313         rnp = rdp->mynode;
1314         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1315                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1316         else
1317                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1318         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1319                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp);
1320         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1321 }
1322
1323 /*
1324  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
1325  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
1326  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
1327  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
1328  */
1329 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1330 {
1331         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
1332         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
1333         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
1334 }
1335
1336 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1337
1338 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1339 {
1340 }
1341
1342 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1343 {
1344 }
1345
1346 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1347
1348 /*
1349  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1350  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1351  */
1352 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1353 {
1354         unsigned long flags;
1355         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1356         int bl, count;
1357
1358         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1359         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1360                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, 0, 0);
1361                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0);
1362                 return;
1363         }
1364
1365         /*
1366          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1367          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1368          */
1369         local_irq_save(flags);
1370         bl = rdp->blimit;
1371         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen, bl);
1372         list = rdp->nxtlist;
1373         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1374         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1375         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1376         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1377                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1378                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1379         local_irq_restore(flags);
1380
1381         /* Invoke callbacks. */
1382         count = 0;
1383         while (list) {
1384                 next = list->next;
1385                 prefetch(next);
1386                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1387                 __rcu_reclaim(rsp->name, list);
1388                 list = next;
1389                 if (++count >= bl)
1390                         break;
1391         }
1392
1393         local_irq_save(flags);
1394         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count);
1395
1396         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1397         rdp->qlen -= count;
1398         rdp->n_cbs_invoked += count;
1399         if (list != NULL) {
1400                 *tail = rdp->nxtlist;
1401                 rdp->nxtlist = list;
1402                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1403                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1404                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1405                         else
1406                                 break;
1407         }
1408
1409         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1410         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1411                 rdp->blimit = blimit;
1412
1413         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1414         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1415                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1416                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1417         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1418                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1419
1420         local_irq_restore(flags);
1421
1422         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1423         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1424                 invoke_rcu_core();
1425 }
1426
1427 /*
1428  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1429  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1430  * Also schedule RCU core processing.
1431  *
1432  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1433  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1434  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1435  */
1436 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1437 {
1438         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1439         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1440
1441                 /*
1442                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1443                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1444                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1445                  * a quiescent state, so note it.
1446                  *
1447                  * No memory barrier is required here because both
1448                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1449                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1450                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1451                  */
1452
1453                 rcu_sched_qs(cpu);
1454                 rcu_bh_qs(cpu);
1455
1456         } else if (!in_softirq()) {
1457
1458                 /*
1459                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1460                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1461                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1462                  * critical section, so note it.
1463                  */
1464
1465                 rcu_bh_qs(cpu);
1466         }
1467         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1468         if (rcu_pending(cpu))
1469                 invoke_rcu_core();
1470         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1471 }
1472
1473 #ifdef CONFIG_SMP
1474
1475 /*
1476  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1477  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1478  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1479  *
1480  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1481  */
1482 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1483 {
1484         unsigned long bit;
1485         int cpu;
1486         unsigned long flags;
1487         unsigned long mask;
1488         struct rcu_node *rnp;
1489
1490         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1491                 mask = 0;
1492                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1493                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1494                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1495                         return;
1496                 }
1497                 if (rnp->qsmask == 0) {
1498                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1499                         continue;
1500                 }
1501                 cpu = rnp->grplo;
1502                 bit = 1;
1503                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1504                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1505                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1506                                 mask |= bit;
1507                 }
1508                 if (mask != 0) {
1509
1510                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1511                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1512                         continue;
1513                 }
1514                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1515         }
1516         rnp = rcu_get_root(rsp);
1517         if (rnp->qsmask == 0) {
1518                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1519                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1520         }
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1525  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1526  */
1527 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1528 {
1529         unsigned long flags;
1530         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1531
1532         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1533         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1534                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1535                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1536         }
1537         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1538                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1539                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1540                 return; /* Someone else is already on the job. */
1541         }
1542         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1543                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1544         rsp->n_force_qs++;
1545         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1546         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1547         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1548                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1549                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1550                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1551         }
1552         rsp->fqs_active = 1;
1553         switch (rsp->fqs_state) {
1554         case RCU_GP_IDLE:
1555         case RCU_GP_INIT:
1556
1557                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1558
1559         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1560                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1561                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1562
1563                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1564
1565                 /* Record dyntick-idle state. */
1566                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1567                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1568                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1569                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1570                 break;
1571
1572         case RCU_FORCE_QS:
1573
1574                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1575                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1576                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1577
1578                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1579
1580                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1581                 break;
1582         }
1583         rsp->fqs_active = 0;
1584         if (rsp->fqs_need_gp) {
1585                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1586                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1587                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1588                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1589                 return;
1590         }
1591         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1592 unlock_fqs_ret:
1593         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1594         trace_rcu_utilization("End fqs");
1595 }
1596
1597 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1598
1599 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1600 {
1601         set_need_resched();
1602 }
1603
1604 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1605
1606 /*
1607  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1608  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1609  * whom the rdp belongs.
1610  */
1611 static void
1612 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1613 {
1614         unsigned long flags;
1615
1616         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1617
1618         /*
1619          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1620          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1621          */
1622         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1623                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1624
1625         /*
1626          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1627          * period that some other CPU ended.
1628          */
1629         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1630
1631         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1632         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1633
1634         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1635         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1636                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1637                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1638         }
1639
1640         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1641         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1642                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1643 }
1644
1645 /*
1646  * Do RCU core processing for the current CPU.
1647  */
1648 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1649 {
1650         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1651         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1652                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1653         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1654         rcu_preempt_process_callbacks();
1655         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1660  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1661  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1662  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1663  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1664  */
1665 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1666 {
1667         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1668                 return;
1669         if (likely(!rsp->boost)) {
1670                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1671                 return;
1672         }
1673         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1674 }
1675
1676 static void invoke_rcu_core(void)
1677 {
1678         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1679 }
1680
1681 static void
1682 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1683            struct rcu_state *rsp)
1684 {
1685         unsigned long flags;
1686         struct rcu_data *rdp;
1687
1688         debug_rcu_head_queue(head);
1689         head->func = func;
1690         head->next = NULL;
1691
1692         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1693
1694         /*
1695          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1696          * Note that we might see a beginning right after we see an
1697          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1698          * a quiescent state betweentimes.
1699          */
1700         local_irq_save(flags);
1701         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1702
1703         /* Add the callback to our list. */
1704         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1705         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1706         rdp->qlen++;
1707
1708         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1709                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1710                                          rdp->qlen);
1711         else
1712                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen);
1713
1714         /* If interrupts were disabled, don't dive into RCU core. */
1715         if (irqs_disabled_flags(flags)) {
1716                 local_irq_restore(flags);
1717                 return;
1718         }
1719
1720         /*
1721          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1722          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1723          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1724          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1725          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1726          */
1727         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1728
1729                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1730                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1731                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1732
1733                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1734                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1735                         unsigned long nestflag;
1736                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1737
1738                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1739                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1740                 } else {
1741                         /* Give the grace period a kick. */
1742                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1743                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1744                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1745                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1746                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1747                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1748                 }
1749         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1750                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1751         local_irq_restore(flags);
1752 }
1753
1754 /*
1755  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1756  */
1757 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1758 {
1759         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1760 }
1761 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1762
1763 /*
1764  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1765  */
1766 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1767 {
1768         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1769 }
1770 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1771
1772 /**
1773  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1774  *
1775  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1776  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1777  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1778  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1779  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1780  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1781  * rcu_read_lock_sched().
1782  *
1783  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
1784  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
1785  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
1786  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
1787  * handlers can run in process context, and can block.
1788  *
1789  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
1790  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
1791  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
1792  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
1793  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
1794  */
1795 void synchronize_sched(void)
1796 {
1797         if (rcu_blocking_is_gp())
1798                 return;
1799         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
1800 }
1801 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
1802
1803 /**
1804  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
1805  *
1806  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
1807  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
1808  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
1809  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
1810  * and may be nested.
1811  */
1812 void synchronize_rcu_bh(void)
1813 {
1814         if (rcu_blocking_is_gp())
1815                 return;
1816         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
1817 }
1818 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
1819
1820 /*
1821  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1822  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1823  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1824  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1825  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1826  */
1827 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1828 {
1829         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1830
1831         rdp->n_rcu_pending++;
1832
1833         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1834         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1835
1836         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1837         if (rcu_scheduler_fully_active &&
1838             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
1839
1840                 /*
1841                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
1842                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
1843                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
1844                  */
1845                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1846                 if (!rdp->preemptible &&
1847                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
1848                                  jiffies))
1849                         set_need_resched();
1850         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
1851                 rdp->n_rp_report_qs++;
1852                 return 1;
1853         }
1854
1855         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1856         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1857                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1858                 return 1;
1859         }
1860
1861         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1862         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1863                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1864                 return 1;
1865         }
1866
1867         /* Has another RCU grace period completed?  */
1868         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1869                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1870                 return 1;
1871         }
1872
1873         /* Has a new RCU grace period started? */
1874         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1875                 rdp->n_rp_gp_started++;
1876                 return 1;
1877         }
1878
1879         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1880         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1881             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
1882                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1883                 return 1;
1884         }
1885
1886         /* nothing to do */
1887         rdp->n_rp_need_nothing++;
1888         return 0;
1889 }
1890
1891 /*
1892  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1893  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1894  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1895  */
1896 static int rcu_pending(int cpu)
1897 {
1898         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1899                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1900                rcu_preempt_pending(cpu);
1901 }
1902
1903 /*
1904  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1905  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1906  * 1 if so.
1907  */
1908 static int rcu_needs_cpu_quick_check(int cpu)
1909 {
1910         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1911         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1912                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1913                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1914 }
1915
1916 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1917 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1918 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1919 static struct completion rcu_barrier_completion;
1920
1921 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1922 {
1923         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1924                 complete(&rcu_barrier_completion);
1925 }
1926
1927 /*
1928  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1929  */
1930 static void rcu_barrier_func(void *type)
1931 {
1932         int cpu = smp_processor_id();
1933         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1934         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1935                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1936
1937         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1938         call_rcu_func = type;
1939         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1944  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1945  */
1946 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1947                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1948                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1949 {
1950         BUG_ON(in_interrupt());
1951         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1952         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1953         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1954         /*
1955          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1956          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1957          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1958          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1959          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1960          * did their increment, causing this function to return too
1961          * early.  Note that on_each_cpu() disables irqs, which prevents
1962          * any CPUs from coming online or going offline until each online
1963          * CPU has queued its RCU-barrier callback.
1964          */
1965         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1966         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1967         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1968                 complete(&rcu_barrier_completion);
1969         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1970         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1971 }
1972
1973 /**
1974  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1975  */
1976 void rcu_barrier_bh(void)
1977 {
1978         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1979 }
1980 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1981
1982 /**
1983  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
1984  */
1985 void rcu_barrier_sched(void)
1986 {
1987         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
1988 }
1989 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
1990
1991 /*
1992  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1993  */
1994 static void __init
1995 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1996 {
1997         unsigned long flags;
1998         int i;
1999         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2000         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2001
2002         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2003         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2004         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2005         rdp->nxtlist = NULL;
2006         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2007                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2008         rdp->qlen = 0;
2009         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2010         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != LLONG_MAX / 2);
2011         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2012         rdp->cpu = cpu;
2013         rdp->rsp = rsp;
2014         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2015 }
2016
2017 /*
2018  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2019  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2020  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2021  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2022  */
2023 static void __cpuinit
2024 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2025 {
2026         unsigned long flags;
2027         unsigned long mask;
2028         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2029         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2030
2031         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2032         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2033         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2034         rdp->preemptible = preemptible;
2035         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2036         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2037         rdp->blimit = blimit;
2038         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != LLONG_MAX / 2);
2039         WARN_ON_ONCE((atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & 0x1) != 1);
2040         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2041
2042         /*
2043          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2044          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2045          */
2046
2047         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2048         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2049
2050         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2051         rnp = rdp->mynode;
2052         mask = rdp->grpmask;
2053         do {
2054                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2055                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2056                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2057                 mask = rnp->grpmask;
2058                 if (rnp == rdp->mynode) {
2059                         /*
2060                          * If there is a grace period in progress, we will
2061                          * set up to wait for it next time we run the
2062                          * RCU core code.
2063                          */
2064                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2065                         rdp->completed = rnp->completed;
2066                         rdp->passed_quiesce = 0;
2067                         rdp->qs_pending = 0;
2068                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2069                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2070                 }
2071                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2072                 rnp = rnp->parent;
2073         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2074
2075         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2076 }
2077
2078 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2079 {
2080         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2081         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2082         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2083 }
2084
2085 /*
2086  * Handle CPU online/offline notification events.
2087  */
2088 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2089                                     unsigned long action, void *hcpu)
2090 {
2091         long cpu = (long)hcpu;
2092         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2093         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2094
2095         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2096         switch (action) {
2097         case CPU_UP_PREPARE:
2098         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2099                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2100                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2101                 break;
2102         case CPU_ONLINE:
2103         case CPU_DOWN_FAILED:
2104                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2105                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2106                 break;
2107         case CPU_DOWN_PREPARE:
2108                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2109                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2110                 break;
2111         case CPU_DYING:
2112         case CPU_DYING_FROZEN:
2113                 /*
2114                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2115                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2116                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2117                  */
2118                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_bh_state);
2119                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_sched_state);
2120                 rcu_preempt_send_cbs_to_online();
2121                 break;
2122         case CPU_DEAD:
2123         case CPU_DEAD_FROZEN:
2124         case CPU_UP_CANCELED:
2125         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2126                 rcu_offline_cpu(cpu);
2127                 break;
2128         default:
2129                 break;
2130         }
2131         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2132         return NOTIFY_OK;
2133 }
2134
2135 /*
2136  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2137  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2138  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2139  * task is booting the system).  After this function is called, the
2140  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2141  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2142  */
2143 void rcu_scheduler_starting(void)
2144 {
2145         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2146         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2147         rcu_scheduler_active = 1;
2148 }
2149
2150 /*
2151  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2152  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2153  */
2154 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2155 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2156 {
2157         int i;
2158
2159         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i > 0; i--)
2160                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2161         rsp->levelspread[0] = RCU_FANOUT_LEAF;
2162 }
2163 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2164 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2165 {
2166         int ccur;
2167         int cprv;
2168         int i;
2169
2170         cprv = NR_CPUS;
2171         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2172                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2173                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2174                 cprv = ccur;
2175         }
2176 }
2177 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2178
2179 /*
2180  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2181  */
2182 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2183                 struct rcu_data __percpu *rda)
2184 {
2185         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2186                                "rcu_node_level_1",
2187                                "rcu_node_level_2",
2188                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2189         int cpustride = 1;
2190         int i;
2191         int j;
2192         struct rcu_node *rnp;
2193
2194         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2195
2196         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2197
2198         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
2199                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2200         rcu_init_levelspread(rsp);
2201
2202         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2203
2204         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2205                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2206                 rnp = rsp->level[i];
2207                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2208                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2209                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2210                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2211                         rnp->gpnum = 0;
2212                         rnp->qsmask = 0;
2213                         rnp->qsmaskinit = 0;
2214                         rnp->grplo = j * cpustride;
2215                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2216                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2217                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2218                         if (i == 0) {
2219                                 rnp->grpnum = 0;
2220                                 rnp->grpmask = 0;
2221                                 rnp->parent = NULL;
2222                         } else {
2223                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2224                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2225                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2226                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2227                         }
2228                         rnp->level = i;
2229                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2230                 }
2231         }
2232
2233         rsp->rda = rda;
2234         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
2235         for_each_possible_cpu(i) {
2236                 while (i > rnp->grphi)
2237                         rnp++;
2238                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2239                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2240         }
2241 }
2242
2243 void __init rcu_init(void)
2244 {
2245         int cpu;
2246
2247         rcu_bootup_announce();
2248         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2249         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2250         __rcu_init_preempt();
2251          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2252
2253         /*
2254          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2255          * this is called early in boot, before either interrupts
2256          * or the scheduler are operational.
2257          */
2258         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2259         for_each_online_cpu(cpu)
2260                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2261         check_cpu_stall_init();
2262 }
2263
2264 #include "rcutree_plugin.h"