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