rcu: Need to update rnp->gpnum if preemptable RCU is to be reliable
[pandora-kernel.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <asm/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49
50 #include "rcutree.h"
51
52 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
53 static struct lock_class_key rcu_lock_key;
54 struct lockdep_map rcu_lock_map =
55         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock", &rcu_lock_key);
56 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lock_map);
57 #endif
58
59 /* Data structures. */
60
61 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
62         .level = { &name.node[0] }, \
63         .levelcnt = { \
64                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
65                 NUM_RCU_LVL_1, \
66                 NUM_RCU_LVL_2, \
67                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
68         }, \
69         .signaled = RCU_SIGNAL_INIT, \
70         .gpnum = -300, \
71         .completed = -300, \
72         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
73         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
74         .n_force_qs = 0, \
75         .n_force_qs_ngp = 0, \
76 }
77
78 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
79 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
80
81 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
82 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
83
84 extern long rcu_batches_completed_sched(void);
85 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp);
86 static void cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
87                           struct rcu_node *rnp, unsigned long flags);
88 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags);
89 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
90 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp);
91 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
92 static void __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp,
93                                     struct rcu_data *rdp);
94 static void __call_rcu(struct rcu_head *head,
95                        void (*func)(struct rcu_head *rcu),
96                        struct rcu_state *rsp);
97 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
98 static void __cpuinit rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp,
99                                            int preemptable);
100
101 #include "rcutree_plugin.h"
102
103 /*
104  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
105  * how many quiescent states passed, just if there was at least
106  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
107  */
108 void rcu_sched_qs(int cpu)
109 {
110         unsigned long flags;
111         struct rcu_data *rdp;
112
113         local_irq_save(flags);
114         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
115         rdp->passed_quiesc = 1;
116         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
117         rcu_preempt_qs(cpu);
118         local_irq_restore(flags);
119 }
120
121 void rcu_bh_qs(int cpu)
122 {
123         unsigned long flags;
124         struct rcu_data *rdp;
125
126         local_irq_save(flags);
127         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
128         rdp->passed_quiesc = 1;
129         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
130         local_irq_restore(flags);
131 }
132
133 #ifdef CONFIG_NO_HZ
134 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
135         .dynticks_nesting = 1,
136         .dynticks = 1,
137 };
138 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
139
140 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
141 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
142 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
143
144 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
145 static int rcu_pending(int cpu);
146
147 /*
148  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
149  */
150 long rcu_batches_completed_sched(void)
151 {
152         return rcu_sched_state.completed;
153 }
154 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
155
156 /*
157  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
158  */
159 long rcu_batches_completed_bh(void)
160 {
161         return rcu_bh_state.completed;
162 }
163 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
164
165 /*
166  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
167  */
168 static int
169 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
170 {
171         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
172 }
173
174 /*
175  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
176  */
177 static int
178 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
179 {
180         /* ACCESS_ONCE() because we are accessing outside of lock. */
181         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
182                ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
183 }
184
185 /*
186  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
187  */
188 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
189 {
190         return &rsp->node[0];
191 }
192
193 #ifdef CONFIG_SMP
194
195 /*
196  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
197  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
198  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
199  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
200  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
201  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
202  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
203  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
204  * each and every time we start a new grace period.
205  */
206 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
207 {
208         /*
209          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
210          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
211          */
212         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
213                 rdp->offline_fqs++;
214                 return 1;
215         }
216
217         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
218         if (rdp->preemptable)
219                 return 0;
220
221         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
222         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
223                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
224         else
225                 set_need_resched();
226         rdp->resched_ipi++;
227         return 0;
228 }
229
230 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
231
232 #ifdef CONFIG_NO_HZ
233
234 /**
235  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
236  *
237  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
238  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
239  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
240  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
241  */
242 void rcu_enter_nohz(void)
243 {
244         unsigned long flags;
245         struct rcu_dynticks *rdtp;
246
247         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
248         local_irq_save(flags);
249         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
250         rdtp->dynticks++;
251         rdtp->dynticks_nesting--;
252         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
253         local_irq_restore(flags);
254 }
255
256 /*
257  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
258  *
259  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
260  * read-side critical sections normally occur.
261  */
262 void rcu_exit_nohz(void)
263 {
264         unsigned long flags;
265         struct rcu_dynticks *rdtp;
266
267         local_irq_save(flags);
268         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
269         rdtp->dynticks++;
270         rdtp->dynticks_nesting++;
271         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
272         local_irq_restore(flags);
273         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
274 }
275
276 /**
277  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
278  *
279  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
280  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
281  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
282  */
283 void rcu_nmi_enter(void)
284 {
285         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
286
287         if (rdtp->dynticks & 0x1)
288                 return;
289         rdtp->dynticks_nmi++;
290         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
291         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
292 }
293
294 /**
295  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
296  *
297  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
298  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
299  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
300  */
301 void rcu_nmi_exit(void)
302 {
303         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
304
305         if (rdtp->dynticks & 0x1)
306                 return;
307         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
308         rdtp->dynticks_nmi++;
309         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
310 }
311
312 /**
313  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
314  *
315  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
316  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
317  */
318 void rcu_irq_enter(void)
319 {
320         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
321
322         if (rdtp->dynticks_nesting++)
323                 return;
324         rdtp->dynticks++;
325         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
326         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
327 }
328
329 /**
330  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
331  *
332  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
333  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
334  * with no ticks.
335  */
336 void rcu_irq_exit(void)
337 {
338         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
339
340         if (--rdtp->dynticks_nesting)
341                 return;
342         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
343         rdtp->dynticks++;
344         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
345
346         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
347         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
348             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
349                 set_need_resched();
350 }
351
352 /*
353  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
354  * dynticks counter manipulations.  Specify "rsp->completed - 1" to
355  * unconditionally invalidate any future dynticks manipulations (which is
356  * useful at the beginning of a grace period).
357  */
358 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
359 {
360         rsp->dynticks_completed = comp;
361 }
362
363 #ifdef CONFIG_SMP
364
365 /*
366  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
367  */
368 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
369 {
370         return rsp->dynticks_completed;
371 }
372
373 /*
374  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
375  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
376  * is already in a quiescent state courtesy of dynticks idle mode.
377  */
378 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
379 {
380         int ret;
381         int snap;
382         int snap_nmi;
383
384         snap = rdp->dynticks->dynticks;
385         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
386         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
387         rdp->dynticks_snap = snap;
388         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
389         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
390         if (ret)
391                 rdp->dynticks_fqs++;
392         return ret;
393 }
394
395 /*
396  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
397  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
398  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
399  * for this same CPU.
400  */
401 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
402 {
403         long curr;
404         long curr_nmi;
405         long snap;
406         long snap_nmi;
407
408         curr = rdp->dynticks->dynticks;
409         snap = rdp->dynticks_snap;
410         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
411         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
412         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
413
414         /*
415          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
416          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
417          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
418          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
419          * read-side critical section that started before the beginning
420          * of the current RCU grace period.
421          */
422         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
423             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
424                 rdp->dynticks_fqs++;
425                 return 1;
426         }
427
428         /* Go check for the CPU being offline. */
429         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
430 }
431
432 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
433
434 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
435
436 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
437 {
438 }
439
440 #ifdef CONFIG_SMP
441
442 /*
443  * If there are no dynticks, then the only way that a CPU can passively
444  * be in a quiescent state is to be offline.  Unlike dynticks idle, which
445  * is a point in time during the prior (already finished) grace period,
446  * an offline CPU is always in a quiescent state, and thus can be
447  * unconditionally applied.  So just return the current value of completed.
448  */
449 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
450 {
451         return rsp->completed;
452 }
453
454 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
455 {
456         return 0;
457 }
458
459 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
460 {
461         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
462 }
463
464 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
465
466 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
467
468 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
469
470 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
471 {
472         rsp->gp_start = jiffies;
473         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
474 }
475
476 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
477 {
478         int cpu;
479         long delta;
480         unsigned long flags;
481         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
482         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
483         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
484
485         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
486
487         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
488         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
489         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || rsp->gpnum == rsp->completed) {
490                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
491                 return;
492         }
493         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
494         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
495
496         /* OK, time to rat on our buddy... */
497
498         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
499         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
500                 rcu_print_task_stall(rnp);
501                 if (rnp_cur->qsmask == 0)
502                         continue;
503                 for (cpu = 0; cpu <= rnp_cur->grphi - rnp_cur->grplo; cpu++)
504                         if (rnp_cur->qsmask & (1UL << cpu))
505                                 printk(" %d", rnp_cur->grplo + cpu);
506         }
507         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
508                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
509         trigger_all_cpu_backtrace();
510
511         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
512 }
513
514 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
515 {
516         unsigned long flags;
517         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
518
519         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
520                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
521         trigger_all_cpu_backtrace();
522
523         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
524         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
525                 rsp->jiffies_stall =
526                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
527         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
528
529         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
530 }
531
532 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
533 {
534         long delta;
535         struct rcu_node *rnp;
536
537         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
538         rnp = rdp->mynode;
539         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
540
541                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
542                 print_cpu_stall(rsp);
543
544         } else if (rsp->gpnum != rsp->completed &&
545                    delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
546
547                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
548                 print_other_cpu_stall(rsp);
549         }
550 }
551
552 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
553
554 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
555 {
556 }
557
558 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
559 {
560 }
561
562 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
563
564 /*
565  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
566  * This is used both when we started the grace period and when we notice
567  * that someone else started the grace period.
568  */
569 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
570 {
571         rdp->qs_pending = 1;
572         rdp->passed_quiesc = 0;
573         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
574 }
575
576 /*
577  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
578  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
579  * on the CPU corresponding to rdp.
580  */
581 static int
582 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
583 {
584         unsigned long flags;
585         int ret = 0;
586
587         local_irq_save(flags);
588         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
589                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
590                 ret = 1;
591         }
592         local_irq_restore(flags);
593         return ret;
594 }
595
596 /*
597  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
598  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
599  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
600  * be disabled.
601  */
602 static void
603 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
604         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
605 {
606         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
607         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
608         struct rcu_node *rnp_cur;
609         struct rcu_node *rnp_end;
610
611         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
612                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
613                 return;
614         }
615
616         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
617         rsp->gpnum++;
618         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
619         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
620         record_gp_stall_check_time(rsp);
621         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
622         note_new_gpnum(rsp, rdp);
623
624         /*
625          * Because we are first, we know that all our callbacks will
626          * be covered by this upcoming grace period, even the ones
627          * that were registered arbitrarily recently.
628          */
629         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
630         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
631
632         /* Special-case the common single-level case. */
633         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
634                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
635                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
636                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
637                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
638                 return;
639         }
640
641         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
642
643
644         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
645         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
646
647         /*
648          * Set the quiescent-state-needed bits in all the non-leaf RCU
649          * nodes for all currently online CPUs.  This operation relies
650          * on the layout of the hierarchy within the rsp->node[] array.
651          * Note that other CPUs will access only the leaves of the
652          * hierarchy, which still indicate that no grace period is in
653          * progress.  In addition, we have excluded CPU-hotplug operations.
654          *
655          * We therefore do not need to hold any locks.  Any required
656          * memory barriers will be supplied by the locks guarding the
657          * leaf rcu_nodes in the hierarchy.
658          */
659
660         rnp_end = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
661         for (rnp_cur = &rsp->node[0]; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
662                 rnp_cur->qsmask = rnp_cur->qsmaskinit;
663                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
664         }
665
666         /*
667          * Now set up the leaf nodes.  Here we must be careful.  First,
668          * we need to hold the lock in order to exclude other CPUs, which
669          * might be contending for the leaf nodes' locks.  Second, as
670          * soon as we initialize a given leaf node, its CPUs might run
671          * up the rest of the hierarchy.  We must therefore acquire locks
672          * for each node that we touch during this stage.  (But we still
673          * are excluding CPU-hotplug operations.)
674          *
675          * Note that the grace period cannot complete until we finish
676          * the initialization process, as there will be at least one
677          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
678          * one corresponding to this CPU.
679          */
680         rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
681         rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
682         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
683                 spin_lock(&rnp_cur->lock);      /* irqs already disabled. */
684                 rnp_cur->qsmask = rnp_cur->qsmaskinit;
685                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
686                 spin_unlock(&rnp_cur->lock);    /* irqs already disabled. */
687         }
688
689         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
690         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
691 }
692
693 /*
694  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
695  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
696  * belongs.
697  */
698 static void
699 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
700 {
701         long completed_snap;
702         unsigned long flags;
703
704         local_irq_save(flags);
705         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
706
707         /* Did another grace period end? */
708         if (rdp->completed != completed_snap) {
709
710                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
711                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
712                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
713                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
714
715                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
716                 rdp->completed = completed_snap;
717         }
718         local_irq_restore(flags);
719 }
720
721 /*
722  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
723  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
724  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
725  */
726 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
727         __releases(rnp->lock)
728 {
729         rsp->completed = rsp->gpnum;
730         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
731         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
732 }
733
734 /*
735  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
736  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
737  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
738  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
739  * before return.
740  */
741 static void
742 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
743               unsigned long flags)
744         __releases(rnp->lock)
745 {
746         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
747         for (;;) {
748                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
749
750                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
751                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
752                         return;
753                 }
754                 rnp->qsmask &= ~mask;
755                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
756
757                         /* Other bits still set at this level, so done. */
758                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
759                         return;
760                 }
761                 mask = rnp->grpmask;
762                 if (rnp->parent == NULL) {
763
764                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
765
766                         break;
767                 }
768                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
769                 rnp = rnp->parent;
770                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
771         }
772
773         /*
774          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
775          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
776          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
777          */
778         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
779 }
780
781 /*
782  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
783  * the current CPU or an offline CPU.  The lastcomp argument is used to
784  * make sure we are still in the grace period of interest.  We don't want
785  * to end the current grace period based on quiescent states detected in
786  * an earlier grace period!
787  */
788 static void
789 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
790 {
791         unsigned long flags;
792         unsigned long mask;
793         struct rcu_node *rnp;
794
795         rnp = rdp->mynode;
796         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
797         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
798
799                 /*
800                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
801                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
802                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
803                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
804                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
805                  * occurred.
806                  */
807                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
808                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
809                 return;
810         }
811         mask = rdp->grpmask;
812         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
813                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
814         } else {
815                 rdp->qs_pending = 0;
816
817                 /*
818                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
819                  * callbacks can be processed during the next GP.
820                  */
821                 rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
822                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
823
824                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
825         }
826 }
827
828 /*
829  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
830  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
831  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
832  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
833  */
834 static void
835 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
836 {
837         /* If there is now a new grace period, record and return. */
838         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
839                 return;
840
841         /*
842          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
843          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
844          */
845         if (!rdp->qs_pending)
846                 return;
847
848         /*
849          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
850          * period? If no, then exit and wait for the next call.
851          */
852         if (!rdp->passed_quiesc)
853                 return;
854
855         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
856         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
857 }
858
859 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
860
861 /*
862  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
863  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
864  */
865 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
866 {
867         int i;
868         unsigned long flags;
869         long lastcomp;
870         unsigned long mask;
871         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
872         struct rcu_data *rdp_me;
873         struct rcu_node *rnp;
874
875         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
876         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
877
878         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
879         rnp = rdp->mynode;
880         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
881         do {
882                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
883                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
884                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
885                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
886                         break;
887                 }
888                 rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp);
889                 mask = rnp->grpmask;
890                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
891                 rnp = rnp->parent;
892         } while (rnp != NULL);
893         lastcomp = rsp->completed;
894
895         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
896
897         /* Being offline is a quiescent state, so go record it. */
898         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
899
900         /*
901          * Move callbacks from the outgoing CPU to the running CPU.
902          * Note that the outgoing CPU is now quiscent, so it is now
903          * (uncharacteristically) safe to access its rcu_data structure.
904          * Note also that we must carefully retain the order of the
905          * outgoing CPU's callbacks in order for rcu_barrier() to work
906          * correctly.  Finally, note that we start all the callbacks
907          * afresh, even those that have passed through a grace period
908          * and are therefore ready to invoke.  The theory is that hotplug
909          * events are rare, and that if they are frequent enough to
910          * indefinitely delay callbacks, you have far worse things to
911          * be worrying about.
912          */
913         rdp_me = rsp->rda[smp_processor_id()];
914         if (rdp->nxtlist != NULL) {
915                 *rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
916                 rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
917                 rdp->nxtlist = NULL;
918                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
919                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
920                 rdp_me->qlen += rdp->qlen;
921                 rdp->qlen = 0;
922         }
923         local_irq_restore(flags);
924 }
925
926 /*
927  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
928  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
929  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
930  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
931  */
932 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
933 {
934         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
935         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
936         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
937 }
938
939 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
940
941 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
942 {
943 }
944
945 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
946
947 /*
948  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
949  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
950  */
951 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
952 {
953         unsigned long flags;
954         struct rcu_head *next, *list, **tail;
955         int count;
956
957         /* If no callbacks are ready, just return.*/
958         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
959                 return;
960
961         /*
962          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
963          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
964          */
965         local_irq_save(flags);
966         list = rdp->nxtlist;
967         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
968         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
969         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
970         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
971                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
972                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
973         local_irq_restore(flags);
974
975         /* Invoke callbacks. */
976         count = 0;
977         while (list) {
978                 next = list->next;
979                 prefetch(next);
980                 list->func(list);
981                 list = next;
982                 if (++count >= rdp->blimit)
983                         break;
984         }
985
986         local_irq_save(flags);
987
988         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
989         rdp->qlen -= count;
990         if (list != NULL) {
991                 *tail = rdp->nxtlist;
992                 rdp->nxtlist = list;
993                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
994                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
995                                 rdp->nxttail[count] = tail;
996                         else
997                                 break;
998         }
999
1000         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1001         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1002                 rdp->blimit = blimit;
1003
1004         local_irq_restore(flags);
1005
1006         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
1007         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1008                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1013  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1014  * Also schedule the RCU softirq handler.
1015  *
1016  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1017  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1018  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1019  */
1020 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1021 {
1022         if (!rcu_pending(cpu))
1023                 return; /* if nothing for RCU to do. */
1024         if (user ||
1025             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1026              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1027
1028                 /*
1029                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1030                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1031                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1032                  * a quiescent state, so note it.
1033                  *
1034                  * No memory barrier is required here because both
1035                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1036                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1037                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1038                  */
1039
1040                 rcu_sched_qs(cpu);
1041                 rcu_bh_qs(cpu);
1042
1043         } else if (!in_softirq()) {
1044
1045                 /*
1046                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1047                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1048                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1049                  * critical section, so note it.
1050                  */
1051
1052                 rcu_bh_qs(cpu);
1053         }
1054         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1055         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1056 }
1057
1058 #ifdef CONFIG_SMP
1059
1060 /*
1061  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1062  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1063  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1064  * because we made it end).
1065  */
1066 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1067                                int (*f)(struct rcu_data *))
1068 {
1069         unsigned long bit;
1070         int cpu;
1071         unsigned long flags;
1072         unsigned long mask;
1073         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
1074         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
1075
1076         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
1077                 mask = 0;
1078                 spin_lock_irqsave(&rnp_cur->lock, flags);
1079                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1080                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1081                         return 1;
1082                 }
1083                 if (rnp_cur->qsmask == 0) {
1084                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1085                         continue;
1086                 }
1087                 cpu = rnp_cur->grplo;
1088                 bit = 1;
1089                 for (; cpu <= rnp_cur->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1090                         if ((rnp_cur->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1091                                 mask |= bit;
1092                 }
1093                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1094
1095                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp_cur->lock. */
1096                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp_cur, flags);
1097                         continue;
1098                 }
1099                 spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1100         }
1101         return 0;
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1106  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1107  */
1108 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1109 {
1110         unsigned long flags;
1111         long lastcomp;
1112         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1113         u8 signaled;
1114
1115         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum))
1116                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1117         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1118                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1119                 return; /* Someone else is already on the job. */
1120         }
1121         if (relaxed &&
1122             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1123                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1124         rsp->n_force_qs++;
1125         spin_lock(&rnp->lock);
1126         lastcomp = rsp->completed;
1127         signaled = rsp->signaled;
1128         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1129         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1130                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1131                 spin_unlock(&rnp->lock);
1132                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1133         }
1134         spin_unlock(&rnp->lock);
1135         switch (signaled) {
1136         case RCU_GP_INIT:
1137
1138                 break; /* grace period still initializing, ignore. */
1139
1140         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1141
1142                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1143                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1144
1145                 /* Record dyntick-idle state. */
1146                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1147                                         dyntick_save_progress_counter))
1148                         goto unlock_ret;
1149
1150                 /* Update state, record completion counter. */
1151                 spin_lock(&rnp->lock);
1152                 if (lastcomp == rsp->completed) {
1153                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1154                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1155                 }
1156                 spin_unlock(&rnp->lock);
1157                 break;
1158
1159         case RCU_FORCE_QS:
1160
1161                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1162                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1163                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1164                         goto unlock_ret;
1165
1166                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1167
1168                 break;
1169         }
1170 unlock_ret:
1171         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1172 }
1173
1174 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1175
1176 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1177 {
1178         set_need_resched();
1179 }
1180
1181 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1182
1183 /*
1184  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1185  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1186  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1187  */
1188 static void
1189 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1190 {
1191         unsigned long flags;
1192
1193         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1194
1195         /*
1196          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1197          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1198          */
1199         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1200                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1201
1202         /*
1203          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1204          * period that some other CPU ended.
1205          */
1206         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1207
1208         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1209         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1210
1211         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1212         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1213                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1214                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1215         }
1216
1217         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1218         rcu_do_batch(rdp);
1219 }
1220
1221 /*
1222  * Do softirq processing for the current CPU.
1223  */
1224 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1225 {
1226         /*
1227          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1228          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1229          * grace-period manipulations below.
1230          */
1231         smp_mb(); /* See above block comment. */
1232
1233         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1234                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1235         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1236         rcu_preempt_process_callbacks();
1237
1238         /*
1239          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1240          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1241          * grace-period manipulations above.
1242          */
1243         smp_mb(); /* See above block comment. */
1244 }
1245
1246 static void
1247 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1248            struct rcu_state *rsp)
1249 {
1250         unsigned long flags;
1251         struct rcu_data *rdp;
1252
1253         head->func = func;
1254         head->next = NULL;
1255
1256         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1257
1258         /*
1259          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1260          * Note that we might see a beginning right after we see an
1261          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1262          * a quiescent state betweentimes.
1263          */
1264         local_irq_save(flags);
1265         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1266         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1267         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1268
1269         /* Add the callback to our list. */
1270         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1271         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1272
1273         /* Start a new grace period if one not already started. */
1274         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum)) {
1275                 unsigned long nestflag;
1276                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1277
1278                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1279                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1280         }
1281
1282         /* Force the grace period if too many callbacks or too long waiting. */
1283         if (unlikely(++rdp->qlen > qhimark)) {
1284                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1285                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1286         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1287                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1288         local_irq_restore(flags);
1289 }
1290
1291 /*
1292  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1293  */
1294 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1295 {
1296         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1297 }
1298 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1299
1300 /*
1301  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1302  */
1303 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1304 {
1305         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1306 }
1307 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1308
1309 /*
1310  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1311  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1312  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1313  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1314  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1315  */
1316 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1317 {
1318         rdp->n_rcu_pending++;
1319
1320         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1321         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1322
1323         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1324         if (rdp->qs_pending) {
1325                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1326                 return 1;
1327         }
1328
1329         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1330         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1331                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1332                 return 1;
1333         }
1334
1335         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1336         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1337                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1338                 return 1;
1339         }
1340
1341         /* Has another RCU grace period completed?  */
1342         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1343                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1344                 return 1;
1345         }
1346
1347         /* Has a new RCU grace period started? */
1348         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1349                 rdp->n_rp_gp_started++;
1350                 return 1;
1351         }
1352
1353         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1354         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) &&
1355             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1356                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1357                 return 1;
1358         }
1359
1360         /* nothing to do */
1361         rdp->n_rp_need_nothing++;
1362         return 0;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1367  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1368  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1369  */
1370 static int rcu_pending(int cpu)
1371 {
1372         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1373                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1374                rcu_preempt_pending(cpu);
1375 }
1376
1377 /*
1378  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1379  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1380  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1381  * an exported member of the RCU API.
1382  */
1383 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1384 {
1385         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1386         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1387                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1388                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1393  */
1394 static void __init
1395 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1396 {
1397         unsigned long flags;
1398         int i;
1399         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1400         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1401
1402         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1403         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1404         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1405         rdp->nxtlist = NULL;
1406         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1407                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1408         rdp->qlen = 0;
1409 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1410         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1411 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1412         rdp->cpu = cpu;
1413         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1414 }
1415
1416 /*
1417  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1418  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1419  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1420  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1421  */
1422 static void __cpuinit
1423 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1424 {
1425         unsigned long flags;
1426         long lastcomp;
1427         unsigned long mask;
1428         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1429         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1430
1431         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1432         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1433         lastcomp = rsp->completed;
1434         rdp->completed = lastcomp;
1435         rdp->gpnum = lastcomp;
1436         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1437         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1438         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1439         rdp->preemptable = preemptable;
1440         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1441         rdp->blimit = blimit;
1442         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1443
1444         /*
1445          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1446          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1447          */
1448
1449         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1450         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1451
1452         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1453         rnp = rdp->mynode;
1454         mask = rdp->grpmask;
1455         do {
1456                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1457                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1458                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1459                 mask = rnp->grpmask;
1460                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1461                 rnp = rnp->parent;
1462         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1463
1464         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
1465
1466         /*
1467          * A new grace period might start here.  If so, we will be part of
1468          * it, and its gpnum will be greater than ours, so we will
1469          * participate.  It is also possible for the gpnum to have been
1470          * incremented before this function was called, and the bitmasks
1471          * to not be filled out until now, in which case we will also
1472          * participate due to our gpnum being behind.
1473          */
1474
1475         /* Since it is coming online, the CPU is in a quiescent state. */
1476         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
1477         local_irq_restore(flags);
1478 }
1479
1480 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1481 {
1482         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1483         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1484         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1485 }
1486
1487 /*
1488  * Handle CPU online/offline notification events.
1489  */
1490 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1491                              unsigned long action, void *hcpu)
1492 {
1493         long cpu = (long)hcpu;
1494
1495         switch (action) {
1496         case CPU_UP_PREPARE:
1497         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1498                 rcu_online_cpu(cpu);
1499                 break;
1500         case CPU_DEAD:
1501         case CPU_DEAD_FROZEN:
1502         case CPU_UP_CANCELED:
1503         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1504                 rcu_offline_cpu(cpu);
1505                 break;
1506         default:
1507                 break;
1508         }
1509         return NOTIFY_OK;
1510 }
1511
1512 /*
1513  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1514  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1515  */
1516 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1517 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1518 {
1519         int i;
1520
1521         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1522                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1523 }
1524 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1525 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1526 {
1527         int ccur;
1528         int cprv;
1529         int i;
1530
1531         cprv = NR_CPUS;
1532         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1533                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1534                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1535                 cprv = ccur;
1536         }
1537 }
1538 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1539
1540 /*
1541  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1542  */
1543 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1544 {
1545         int cpustride = 1;
1546         int i;
1547         int j;
1548         struct rcu_node *rnp;
1549
1550         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1551
1552         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1553                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1554         rcu_init_levelspread(rsp);
1555
1556         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1557
1558         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1559                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1560                 rnp = rsp->level[i];
1561                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1562                         spin_lock_init(&rnp->lock);
1563                         rnp->gpnum = 0;
1564                         rnp->qsmask = 0;
1565                         rnp->qsmaskinit = 0;
1566                         rnp->grplo = j * cpustride;
1567                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1568                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1569                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1570                         if (i == 0) {
1571                                 rnp->grpnum = 0;
1572                                 rnp->grpmask = 0;
1573                                 rnp->parent = NULL;
1574                         } else {
1575                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1576                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1577                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1578                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1579                         }
1580                         rnp->level = i;
1581                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1582                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1583                 }
1584         }
1585 }
1586
1587 /*
1588  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1589  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1590  * structure.
1591  */
1592 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1593 do { \
1594         rcu_init_one(rsp); \
1595         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1596         j = 0; \
1597         for_each_possible_cpu(i) { \
1598                 if (i > rnp[j].grphi) \
1599                         j++; \
1600                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1601                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1602                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1603         } \
1604 } while (0)
1605
1606 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
1607
1608 void __init __rcu_init_preempt(void)
1609 {
1610         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1611         int j;
1612         struct rcu_node *rnp;
1613
1614         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_preempt_state, rcu_preempt_data);
1615 }
1616
1617 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1618
1619 void __init __rcu_init_preempt(void)
1620 {
1621 }
1622
1623 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1624
1625 void __init __rcu_init(void)
1626 {
1627         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1628         int j;
1629         struct rcu_node *rnp;
1630
1631         rcu_bootup_announce();
1632 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1633         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1634 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1635         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1636         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1637         __rcu_init_preempt();
1638         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1639 }
1640
1641 module_param(blimit, int, 0);
1642 module_param(qhimark, int, 0);
1643 module_param(qlowmark, int, 0);