vsprintf: fix %ps on non symbols when using kallsyms
[pandora-kernel.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55
56 #include "rcutree.h"
57 #include <trace/events/rcu.h>
58
59 #include "rcu.h"
60
61 /* Data structures. */
62
63 static struct lock_class_key rcu_node_class[NUM_RCU_LVLS];
64
65 #define RCU_STATE_INITIALIZER(structname) { \
66         .level = { &structname##_state.node[0] }, \
67         .levelcnt = { \
68                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
69                 NUM_RCU_LVL_1, \
70                 NUM_RCU_LVL_2, \
71                 NUM_RCU_LVL_3, \
72                 NUM_RCU_LVL_4, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
73         }, \
74         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
75         .gpnum = -300, \
76         .completed = -300, \
77         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.onofflock), \
78         .orphan_nxttail = &structname##_state.orphan_nxtlist, \
79         .orphan_donetail = &structname##_state.orphan_donelist, \
80         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.fqslock), \
81         .n_force_qs = 0, \
82         .n_force_qs_ngp = 0, \
83         .name = #structname, \
84 }
85
86 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched);
87 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
88
89 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh);
90 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
91
92 static struct rcu_state *rcu_state;
93
94 /*
95  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
96  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
97  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
98  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
99  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
100  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
101  * positives from lockdep-RCU error checking.
102  */
103 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
104 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
105
106 /*
107  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
108  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
109  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
110  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
111  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
112  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
113  *
114  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
115  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
116  * a time.
117  */
118 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
119
120 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
121
122 /*
123  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
124  * handle all flavors of RCU.
125  */
126 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
127 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
128 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
129 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
130 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
131
132 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
133
134 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
135 static void invoke_rcu_core(void);
136 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
137
138 /*
139  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
140  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
141  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
142  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
143  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
144  * These variables enable correlating rcutorture output with the
145  * RCU tracing information.
146  */
147 unsigned long rcutorture_testseq;
148 unsigned long rcutorture_vernum;
149
150 /* State information for rcu_barrier() and friends. */
151
152 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
153 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
154 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
155 static struct completion rcu_barrier_completion;
156
157 /*
158  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
159  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
160  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
161  */
162 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
163 {
164         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
165 }
166
167 /*
168  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
169  * how many quiescent states passed, just if there was at least
170  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
171  * The caller must have disabled preemption.
172  */
173 void rcu_sched_qs(int cpu)
174 {
175         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
176
177         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
178         barrier();
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 void rcu_bh_qs(int cpu)
185 {
186         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
187
188         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
189         barrier();
190         if (rdp->passed_quiesce == 0)
191                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
192         rdp->passed_quiesce = 1;
193 }
194
195 /*
196  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
197  * and requires special handling for preemptible RCU.
198  * The caller must have disabled preemption.
199  */
200 void rcu_note_context_switch(int cpu)
201 {
202         trace_rcu_utilization("Start context switch");
203         rcu_sched_qs(cpu);
204         trace_rcu_utilization("End context switch");
205 }
206 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
207
208 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
209         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
210         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
211 };
212
213 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
214 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
215 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
216
217 module_param(blimit, int, 0);
218 module_param(qhimark, int, 0);
219 module_param(qlowmark, int, 0);
220
221 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
222 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
223
224 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
225 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
226
227 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
228 static int rcu_pending(int cpu);
229
230 /*
231  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
232  */
233 long rcu_batches_completed_sched(void)
234 {
235         return rcu_sched_state.completed;
236 }
237 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
238
239 /*
240  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
241  */
242 long rcu_batches_completed_bh(void)
243 {
244         return rcu_bh_state.completed;
245 }
246 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
247
248 /*
249  * Force a quiescent state for RCU BH.
250  */
251 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
252 {
253         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
254 }
255 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
256
257 /*
258  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
259  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
260  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
261  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
262  * store this state in rcutorture itself.
263  */
264 void rcutorture_record_test_transition(void)
265 {
266         rcutorture_testseq++;
267         rcutorture_vernum = 0;
268 }
269 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
270
271 /*
272  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
273  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
274  * messages.
275  */
276 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
277 {
278         rcutorture_vernum++;
279 }
280 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
281
282 /*
283  * Force a quiescent state for RCU-sched.
284  */
285 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
286 {
287         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
288 }
289 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
290
291 /*
292  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
293  */
294 static int
295 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
296 {
297         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
298 }
299
300 /*
301  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
302  */
303 static int
304 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
305 {
306         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
307 }
308
309 /*
310  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
311  */
312 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
313 {
314         return &rsp->node[0];
315 }
316
317 /*
318  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
319  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
320  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
321  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
322  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
323  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
324  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
325  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
326  * each and every time we start a new grace period.
327  */
328 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
329 {
330         /*
331          * If the CPU is offline for more than a jiffy, it is in a quiescent
332          * state.  We can trust its state not to change because interrupts
333          * are disabled.  The reason for the jiffy's worth of slack is to
334          * handle CPUs initializing on the way up and finding their way
335          * to the idle loop on the way down.
336          */
337         if (cpu_is_offline(rdp->cpu) &&
338             ULONG_CMP_LT(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies)) {
339                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
340                 rdp->offline_fqs++;
341                 return 1;
342         }
343         return 0;
344 }
345
346 /*
347  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
348  *
349  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
350  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
351  * The caller must have disabled interrupts.
352  */
353 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
354 {
355         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
356         if (!is_idle_task(current)) {
357                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
358
359                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
360                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
361                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
362                           current->pid, current->comm,
363                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
364         }
365         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
366         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
367         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
368         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
369         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
370         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
371
372         /*
373          * The idle task is not permitted to enter the idle loop while
374          * in an RCU read-side critical section.
375          */
376         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
377                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
378         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
379                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
380         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
381                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
382 }
383
384 /**
385  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
386  *
387  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
388  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
389  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
390  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
391  *
392  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
393  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
394  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
395  */
396 void rcu_idle_enter(void)
397 {
398         unsigned long flags;
399         long long oldval;
400         struct rcu_dynticks *rdtp;
401
402         local_irq_save(flags);
403         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
404         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
405         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
406         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
407                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
408         else
409                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
410         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
411         local_irq_restore(flags);
412 }
413 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
414
415 /**
416  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
417  *
418  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
419  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
420  * sections can occur.
421  *
422  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
423  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
424  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
425  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
426  *
427  * Use things like work queues to work around this limitation.
428  *
429  * You have been warned.
430  */
431 void rcu_irq_exit(void)
432 {
433         unsigned long flags;
434         long long oldval;
435         struct rcu_dynticks *rdtp;
436
437         local_irq_save(flags);
438         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
439         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
440         rdtp->dynticks_nesting--;
441         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
442         if (rdtp->dynticks_nesting)
443                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
444         else
445                 rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
446         local_irq_restore(flags);
447 }
448
449 /*
450  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
451  *
452  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
453  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
454  * The caller must have disabled interrupts.
455  */
456 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
457 {
458         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
459         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
460         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
461         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
462         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
463         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
464         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
465         if (!is_idle_task(current)) {
466                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
467
468                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
469                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
470                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
471                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
472                           current->pid, current->comm,
473                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
474         }
475 }
476
477 /**
478  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
479  *
480  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
481  * read-side critical sections can occur.
482  *
483  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
484  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
485  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
486  * now starting.
487  */
488 void rcu_idle_exit(void)
489 {
490         unsigned long flags;
491         struct rcu_dynticks *rdtp;
492         long long oldval;
493
494         local_irq_save(flags);
495         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
496         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
497         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
498         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
499                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
500         else
501                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
502         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
503         local_irq_restore(flags);
504 }
505 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
506
507 /**
508  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
509  *
510  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
511  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
512  * sections can occur.
513  *
514  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
515  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
516  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
517  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
518  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
519  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
520  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
521  *
522  * Use things like work queues to work around this limitation.
523  *
524  * You have been warned.
525  */
526 void rcu_irq_enter(void)
527 {
528         unsigned long flags;
529         struct rcu_dynticks *rdtp;
530         long long oldval;
531
532         local_irq_save(flags);
533         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
534         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
535         rdtp->dynticks_nesting++;
536         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
537         if (oldval)
538                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
539         else
540                 rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
541         local_irq_restore(flags);
542 }
543
544 /**
545  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
546  *
547  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
548  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
549  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
550  */
551 void rcu_nmi_enter(void)
552 {
553         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
554
555         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
556             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
557                 return;
558         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
559         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
560         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
561         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
562         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
563         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
564 }
565
566 /**
567  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
568  *
569  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
570  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
571  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
572  */
573 void rcu_nmi_exit(void)
574 {
575         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
576
577         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
578             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
579                 return;
580         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
581         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
582         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
583         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
584         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
585 }
586
587 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
588
589 /**
590  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
591  *
592  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
593  * or NMI handler, return true.
594  */
595 int rcu_is_cpu_idle(void)
596 {
597         int ret;
598
599         preempt_disable();
600         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
601         preempt_enable();
602         return ret;
603 }
604 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
605
606 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
607
608 /*
609  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
610  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
611  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
612  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
613  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
614  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
615  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
616  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
617  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
618  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
619  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
620  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
621  * notifiers.
622  *
623  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
624  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
625  *
626  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
627  * errors from NMI handlers anyway.
628  */
629 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
630 {
631         struct rcu_data *rdp;
632         struct rcu_node *rnp;
633         bool ret;
634
635         if (in_nmi())
636                 return 1;
637         preempt_disable();
638         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
639         rnp = rdp->mynode;
640         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
641               !rcu_scheduler_fully_active;
642         preempt_enable();
643         return ret;
644 }
645 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
646
647 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
648
649 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
650
651 /**
652  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
653  *
654  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
655  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
656  * disabled preemption.
657  */
658 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
659 {
660         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
661 }
662
663 /*
664  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
665  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
666  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
667  */
668 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
669 {
670         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
671         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
672 }
673
674 /*
675  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
676  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
677  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
678  * for this same CPU.
679  */
680 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
681 {
682         unsigned int curr;
683         unsigned int snap;
684
685         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
686         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
687
688         /*
689          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
690          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
691          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
692          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
693          * read-side critical section that started before the beginning
694          * of the current RCU grace period.
695          */
696         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
697                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
698                 rdp->dynticks_fqs++;
699                 return 1;
700         }
701
702         /* Go check for the CPU being offline. */
703         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
704 }
705
706 static int jiffies_till_stall_check(void)
707 {
708         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
709
710         /*
711          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
712          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
713          */
714         if (till_stall_check < 3) {
715                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
716                 till_stall_check = 3;
717         } else if (till_stall_check > 300) {
718                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
719                 till_stall_check = 300;
720         }
721         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
722 }
723
724 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
725 {
726         rsp->gp_start = jiffies;
727         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
728 }
729
730 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
731 {
732         int cpu;
733         long delta;
734         unsigned long flags;
735         int ndetected;
736         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
737
738         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
739
740         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
741         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
742         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
743                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
744                 return;
745         }
746         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
747         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
748
749         /*
750          * OK, time to rat on our buddy...
751          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
752          * RCU CPU stall warnings.
753          */
754         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
755                rsp->name);
756         print_cpu_stall_info_begin();
757         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
758                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
759                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
760                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
761                 if (rnp->qsmask == 0)
762                         continue;
763                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
764                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
765                                 print_cpu_stall_info(rsp, rnp->grplo + cpu);
766                                 ndetected++;
767                         }
768         }
769
770         /*
771          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
772          * due to CPU offlining.
773          */
774         rnp = rcu_get_root(rsp);
775         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
776         ndetected = rcu_print_task_stall(rnp);
777         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
778
779         print_cpu_stall_info_end();
780         printk(KERN_CONT "(detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
781                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
782         if (ndetected == 0)
783                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
784         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
785                 dump_stack();
786
787         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
788
789         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
790
791         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
792 }
793
794 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
795 {
796         unsigned long flags;
797         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
798
799         /*
800          * OK, time to rat on ourselves...
801          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
802          * RCU CPU stall warnings.
803          */
804         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
805         print_cpu_stall_info_begin();
806         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
807         print_cpu_stall_info_end();
808         printk(KERN_CONT " (t=%lu jiffies)\n", jiffies - rsp->gp_start);
809         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
810                 dump_stack();
811
812         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
813         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
814                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
815                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
816         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
817
818         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
819 }
820
821 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
822 {
823         unsigned long j;
824         unsigned long js;
825         struct rcu_node *rnp;
826
827         if (rcu_cpu_stall_suppress)
828                 return;
829         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
830         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
831         rnp = rdp->mynode;
832         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
833
834                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
835                 print_cpu_stall(rsp);
836
837         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
838                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
839
840                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
841                 print_other_cpu_stall(rsp);
842         }
843 }
844
845 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
846 {
847         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
848         return NOTIFY_DONE;
849 }
850
851 /**
852  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
853  *
854  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
855  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
856  * RCU grace periods.
857  *
858  * The caller must disable hard irqs.
859  */
860 void rcu_cpu_stall_reset(void)
861 {
862         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
863         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
864         rcu_preempt_stall_reset();
865 }
866
867 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
868         .notifier_call = rcu_panic,
869 };
870
871 static void __init check_cpu_stall_init(void)
872 {
873         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
874 }
875
876 /*
877  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
878  * This is used both when we started the grace period and when we notice
879  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
880  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
881  *  and must have irqs disabled.
882  */
883 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
884 {
885         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
886                 /*
887                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
888                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
889                  * go looking for one.
890                  */
891                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
892                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
893                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
894                         rdp->qs_pending = 1;
895                         rdp->passed_quiesce = 0;
896                 } else
897                         rdp->qs_pending = 0;
898                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
899         }
900 }
901
902 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
903 {
904         unsigned long flags;
905         struct rcu_node *rnp;
906
907         local_irq_save(flags);
908         rnp = rdp->mynode;
909         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
910             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
911                 local_irq_restore(flags);
912                 return;
913         }
914         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
915         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
916 }
917
918 /*
919  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
920  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
921  * on the CPU corresponding to rdp.
922  */
923 static int
924 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
925 {
926         unsigned long flags;
927         int ret = 0;
928
929         local_irq_save(flags);
930         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
931                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
932                 ret = 1;
933         }
934         local_irq_restore(flags);
935         return ret;
936 }
937
938 /*
939  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
940  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
941  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
942  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
943  */
944 static void
945 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
946 {
947         /* Did another grace period end? */
948         if (rdp->completed != rnp->completed) {
949
950                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
951                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
952                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
953                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
954
955                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
956                 rdp->completed = rnp->completed;
957                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
958
959                 /*
960                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
961                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
962                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
963                  * spurious new grace periods.  If another grace period
964                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
965                  * we will detect this later on.
966                  */
967                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
968                         rdp->gpnum = rdp->completed;
969
970                 /*
971                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
972                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
973                  */
974                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
975                         rdp->qs_pending = 0;
976         }
977 }
978
979 /*
980  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
981  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
982  * belongs.
983  */
984 static void
985 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
986 {
987         unsigned long flags;
988         struct rcu_node *rnp;
989
990         local_irq_save(flags);
991         rnp = rdp->mynode;
992         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
993             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
994                 local_irq_restore(flags);
995                 return;
996         }
997         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
998         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1003  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1004  * this CPU.
1005  */
1006 static void
1007 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1008 {
1009         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1010         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1011
1012         /*
1013          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
1014          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
1015          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
1016          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
1017          *
1018          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
1019          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
1020          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
1021          * by the next RCU grace period.
1022          */
1023         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1024         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1025
1026         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1027         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1032  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1033  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1034  * be disabled.
1035  *
1036  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1037  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1038  * quiescent state.
1039  */
1040 static void
1041 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1042         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1043 {
1044         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1045         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1046
1047         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
1048             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1049                 /*
1050                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
1051                  * non-idle task or this CPU does not need another
1052                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
1053                  * period.
1054                  */
1055                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1056                 return;
1057         }
1058
1059         if (rsp->fqs_active) {
1060                 /*
1061                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
1062                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
1063                  */
1064                 rsp->fqs_need_gp = 1;
1065                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1066                 return;
1067         }
1068
1069         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1070         rsp->gpnum++;
1071         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1072         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
1073         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
1074         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1075         record_gp_stall_check_time(rsp);
1076         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
1077
1078         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1079         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
1080
1081         /*
1082          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1083          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1084          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
1085          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
1086          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
1087          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
1088          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1089          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1090          * CPU-hotplug operations.
1091          *
1092          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1093          * the initialization process, as there will be at least one
1094          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1095          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1096          * irqs disabled.
1097          */
1098         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1099                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1100                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1101                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1102                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1103                 rnp->completed = rsp->completed;
1104                 if (rnp == rdp->mynode)
1105                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1106                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1107                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1108                                             rnp->level, rnp->grplo,
1109                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1110                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1111         }
1112
1113         rnp = rcu_get_root(rsp);
1114         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1115         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1116         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1117         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1118 }
1119
1120 /*
1121  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1122  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1123  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1124  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1125  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1126  */
1127 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1128         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1129 {
1130         unsigned long gp_duration;
1131         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1132         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1133
1134         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1135
1136         /*
1137          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1138          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1139          */
1140         smp_mb(); /* See above block comment. */
1141         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1142         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1143                 rsp->gp_max = gp_duration;
1144
1145         /*
1146          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1147          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1148          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1149          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1150          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1151          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1152          *
1153          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1154          * care of this while initializing the next grace period.
1155          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1156          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1157          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1158          * completed.
1159          */
1160         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1161                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1162
1163                 /*
1164                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1165                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1166                  * of the next grace period to process their callbacks.
1167                  */
1168                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1169                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1170                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1171                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1172                 }
1173                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1174                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1175         }
1176
1177         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1178         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1179         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1180         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1181 }
1182
1183 /*
1184  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1185  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1186  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1187  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1188  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1189  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1190  */
1191 static void
1192 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1193                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1194         __releases(rnp->lock)
1195 {
1196         struct rcu_node *rnp_c;
1197
1198         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1199         for (;;) {
1200                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1201
1202                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1203                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1204                         return;
1205                 }
1206                 rnp->qsmask &= ~mask;
1207                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1208                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1209                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1210                                                  !!rnp->gp_tasks);
1211                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1212
1213                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1214                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1215                         return;
1216                 }
1217                 mask = rnp->grpmask;
1218                 if (rnp->parent == NULL) {
1219
1220                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1221
1222                         break;
1223                 }
1224                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1225                 rnp_c = rnp;
1226                 rnp = rnp->parent;
1227                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1228                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1229         }
1230
1231         /*
1232          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1233          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1234          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1235          */
1236         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1237 }
1238
1239 /*
1240  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1241  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1242  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1243  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1244  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1245  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1246  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1247  */
1248 static void
1249 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1250 {
1251         unsigned long flags;
1252         unsigned long mask;
1253         struct rcu_node *rnp;
1254
1255         rnp = rdp->mynode;
1256         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1257         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1258
1259                 /*
1260                  * The grace period in which this quiescent state was
1261                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1262                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1263                  * within the current grace period.
1264                  */
1265                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1266                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1267                 return;
1268         }
1269         mask = rdp->grpmask;
1270         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1271                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1272         } else {
1273                 rdp->qs_pending = 0;
1274
1275                 /*
1276                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1277                  * callbacks can be processed during the next GP.
1278                  */
1279                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1280
1281                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1282         }
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1287  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1288  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1289  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1290  */
1291 static void
1292 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1293 {
1294         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1295         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1296                 return;
1297
1298         /*
1299          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1300          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1301          */
1302         if (!rdp->qs_pending)
1303                 return;
1304
1305         /*
1306          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1307          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1308          */
1309         if (!rdp->passed_quiesce)
1310                 return;
1311
1312         /*
1313          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1314          * judge of that).
1315          */
1316         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1317 }
1318
1319 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1320
1321 /*
1322  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1323  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1324  * ->onofflock.
1325  */
1326 static void
1327 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1328                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1329 {
1330         int i;
1331
1332         /*
1333          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1334          * because ->onofflock excludes _rcu_barrier()'s adoption of
1335          * the callbacks, thus no memory barrier is required.
1336          */
1337         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1338                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1339                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1340                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1341                 rdp->qlen_lazy = 0;
1342                 rdp->qlen = 0;
1343         }
1344
1345         /*
1346          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1347          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1348          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1349          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1350          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1351          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1352          * we just reset the whole thing later on.
1353          */
1354         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1355                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1356                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1357                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1358         }
1359
1360         /*
1361          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1362          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1363          * required to pass though another grace period: They are done.
1364          */
1365         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1366                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1367                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1368         }
1369
1370         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1371         rdp->nxtlist = NULL;
1372         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1373                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1374 }
1375
1376 /*
1377  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1378  * orphanage.  The caller must hold the ->onofflock.
1379  */
1380 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1381 {
1382         int i;
1383         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1384
1385         /*
1386          * If there is an rcu_barrier() operation in progress, then
1387          * only the task doing that operation is permitted to adopt
1388          * callbacks.  To do otherwise breaks rcu_barrier() and friends
1389          * by causing them to fail to wait for the callbacks in the
1390          * orphanage.
1391          */
1392         if (rsp->rcu_barrier_in_progress &&
1393             rsp->rcu_barrier_in_progress != current)
1394                 return;
1395
1396         /* Do the accounting first. */
1397         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1398         rdp->qlen += rsp->qlen;
1399         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1400         rsp->qlen_lazy = 0;
1401         rsp->qlen = 0;
1402
1403         /*
1404          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1405          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1406          * we are the task doing the rcu_barrier().
1407          */
1408
1409         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1410         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1411                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1412                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1413                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1414                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1415                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1416                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1417                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1418         }
1419
1420         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1421         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1422                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1423                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1424                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1425                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1426         }
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1431  */
1432 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1433 {
1434         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1435         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1436         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1437
1438         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1439         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1440                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1441                                "cpuofl");
1442 }
1443
1444 /*
1445  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1446  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1447  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1448  * adopting them, if there is no _rcu_barrier() instance running.
1449  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1450  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1451  */
1452 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1453 {
1454         unsigned long flags;
1455         unsigned long mask;
1456         int need_report = 0;
1457         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1458         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1459
1460         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1461         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1462         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1463
1464         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1465
1466         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1467         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1468
1469         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1470         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1471         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1472
1473         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1474         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1475         do {
1476                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1477                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1478                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1479                         if (rnp != rdp->mynode)
1480                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1481                         break;
1482                 }
1483                 if (rnp == rdp->mynode)
1484                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1485                 else
1486                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1487                 mask = rnp->grpmask;
1488                 rnp = rnp->parent;
1489         } while (rnp != NULL);
1490
1491         /*
1492          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1493          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1494          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1495          * held leads to deadlock.
1496          */
1497         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1498         rnp = rdp->mynode;
1499         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1500                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1501         else
1502                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1503         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1504                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1505 }
1506
1507 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1508
1509 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1510 {
1511 }
1512
1513 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1514 {
1515 }
1516
1517 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1518 {
1519 }
1520
1521 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1522
1523 /*
1524  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1525  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1526  */
1527 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1528 {
1529         unsigned long flags;
1530         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1531         int bl, count, count_lazy;
1532
1533         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1534         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1535                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1536                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1537                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1538                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1539                 return;
1540         }
1541
1542         /*
1543          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1544          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1545          */
1546         local_irq_save(flags);
1547         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1548         bl = rdp->blimit;
1549         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1550         list = rdp->nxtlist;
1551         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1552         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1553         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1554         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1555                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1556                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1557         local_irq_restore(flags);
1558
1559         /* Invoke callbacks. */
1560         count = count_lazy = 0;
1561         while (list) {
1562                 next = list->next;
1563                 prefetch(next);
1564                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1565                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1566                         count_lazy++;
1567                 list = next;
1568                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1569                 if (++count >= bl &&
1570                     (need_resched() ||
1571                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1572                         break;
1573         }
1574
1575         local_irq_save(flags);
1576         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1577                             is_idle_task(current),
1578                             rcu_is_callbacks_kthread());
1579
1580         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1581         if (list != NULL) {
1582                 *tail = rdp->nxtlist;
1583                 rdp->nxtlist = list;
1584                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1585                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1586                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1587                         else
1588                                 break;
1589         }
1590         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1591         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1592         rdp->qlen -= count;
1593         rdp->n_cbs_invoked += count;
1594
1595         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1596         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1597                 rdp->blimit = blimit;
1598
1599         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1600         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1601                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1602                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1603         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1604                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1605
1606         local_irq_restore(flags);
1607
1608         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1609         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1610                 invoke_rcu_core();
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1615  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1616  * Also schedule RCU core processing.
1617  *
1618  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1619  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1620  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1621  */
1622 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1623 {
1624         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1625         increment_cpu_stall_ticks();
1626         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1627
1628                 /*
1629                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1630                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1631                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1632                  * a quiescent state, so note it.
1633                  *
1634                  * No memory barrier is required here because both
1635                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1636                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1637                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1638                  */
1639
1640                 rcu_sched_qs(cpu);
1641                 rcu_bh_qs(cpu);
1642
1643         } else if (!in_softirq()) {
1644
1645                 /*
1646                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1647                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1648                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1649                  * critical section, so note it.
1650                  */
1651
1652                 rcu_bh_qs(cpu);
1653         }
1654         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1655         if (rcu_pending(cpu))
1656                 invoke_rcu_core();
1657         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1662  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1663  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1664  *
1665  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1666  */
1667 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1668 {
1669         unsigned long bit;
1670         int cpu;
1671         unsigned long flags;
1672         unsigned long mask;
1673         struct rcu_node *rnp;
1674
1675         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1676                 mask = 0;
1677                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1678                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1679                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1680                         return;
1681                 }
1682                 if (rnp->qsmask == 0) {
1683                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1684                         continue;
1685                 }
1686                 cpu = rnp->grplo;
1687                 bit = 1;
1688                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1689                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1690                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1691                                 mask |= bit;
1692                 }
1693                 if (mask != 0) {
1694
1695                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1696                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1697                         continue;
1698                 }
1699                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1700         }
1701         rnp = rcu_get_root(rsp);
1702         if (rnp->qsmask == 0) {
1703                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1704                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1705         }
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1710  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1711  */
1712 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1713 {
1714         unsigned long flags;
1715         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1716
1717         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1718         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1719                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1720                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1721         }
1722         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1723                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1724                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1725                 return; /* Someone else is already on the job. */
1726         }
1727         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1728                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1729         rsp->n_force_qs++;
1730         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1731         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1732         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1733                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1734                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1735                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1736         }
1737         rsp->fqs_active = 1;
1738         switch (rsp->fqs_state) {
1739         case RCU_GP_IDLE:
1740         case RCU_GP_INIT:
1741
1742                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1743
1744         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1745                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1746                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1747
1748                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1749
1750                 /* Record dyntick-idle state. */
1751                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1752                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1753                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1754                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1755                 break;
1756
1757         case RCU_FORCE_QS:
1758
1759                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1760                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1761                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1762
1763                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1764
1765                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1766                 break;
1767         }
1768         rsp->fqs_active = 0;
1769         if (rsp->fqs_need_gp) {
1770                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1771                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1772                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1773                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1774                 return;
1775         }
1776         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1777 unlock_fqs_ret:
1778         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1779         trace_rcu_utilization("End fqs");
1780 }
1781
1782 /*
1783  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1784  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1785  * whom the rdp belongs.
1786  */
1787 static void
1788 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1789 {
1790         unsigned long flags;
1791
1792         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1793
1794         /*
1795          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1796          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1797          */
1798         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1799                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1800
1801         /*
1802          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1803          * period that some other CPU ended.
1804          */
1805         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1806
1807         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1808         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1809
1810         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1811         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1812                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1813                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1814         }
1815
1816         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1817         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1818                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1819 }
1820
1821 /*
1822  * Do RCU core processing for the current CPU.
1823  */
1824 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1825 {
1826         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1827         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1828                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1829         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1830         rcu_preempt_process_callbacks();
1831         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1832 }
1833
1834 /*
1835  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1836  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1837  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1838  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1839  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1840  */
1841 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1842 {
1843         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1844                 return;
1845         if (likely(!rsp->boost)) {
1846                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1847                 return;
1848         }
1849         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1850 }
1851
1852 static void invoke_rcu_core(void)
1853 {
1854         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1855 }
1856
1857 static void
1858 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1859            struct rcu_state *rsp, bool lazy)
1860 {
1861         unsigned long flags;
1862         struct rcu_data *rdp;
1863
1864         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
1865         debug_rcu_head_queue(head);
1866         head->func = func;
1867         head->next = NULL;
1868
1869         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1870
1871         /*
1872          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1873          * Note that we might see a beginning right after we see an
1874          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1875          * a quiescent state betweentimes.
1876          */
1877         local_irq_save(flags);
1878         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1879
1880         /* Add the callback to our list. */
1881         rdp->qlen++;
1882         if (lazy)
1883                 rdp->qlen_lazy++;
1884         else
1885                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1886         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
1887         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1888         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1889
1890         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1891                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1892                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1893         else
1894                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1895
1896         /* If interrupts were disabled, don't dive into RCU core. */
1897         if (irqs_disabled_flags(flags)) {
1898                 local_irq_restore(flags);
1899                 return;
1900         }
1901
1902         /*
1903          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1904          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1905          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1906          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1907          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1908          */
1909         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1910
1911                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1912                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1913                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1914
1915                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1916                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1917                         unsigned long nestflag;
1918                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1919
1920                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1921                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1922                 } else {
1923                         /* Give the grace period a kick. */
1924                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1925                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1926                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1927                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1928                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1929                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1930                 }
1931         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1932                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1933         local_irq_restore(flags);
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1938  */
1939 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1940 {
1941         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 0);
1942 }
1943 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1944
1945 /*
1946  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
1947  */
1948 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1949 {
1950         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, 0);
1951 }
1952 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1953
1954 /*
1955  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
1956  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
1957  * if there is only one CPU online at any point time during execution
1958  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
1959  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
1960  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
1961  * some overhead: RCU still operates correctly.
1962  *
1963  * Of course, sampling num_online_cpus() with preemption enabled can
1964  * give erroneous results if there are concurrent CPU-hotplug operations.
1965  * For example, given a demonic sequence of preemptions in num_online_cpus()
1966  * and CPU-hotplug operations, there could be two or more CPUs online at
1967  * all times, but num_online_cpus() might well return one (or even zero).
1968  *
1969  * However, all such demonic sequences require at least one CPU-offline
1970  * operation.  Furthermore, rcu_blocking_is_gp() giving the wrong answer
1971  * is only a problem if there is an RCU read-side critical section executing
1972  * throughout.  But RCU-sched and RCU-bh read-side critical sections
1973  * disable either preemption or bh, which prevents a CPU from going offline.
1974  * Therefore, the only way that rcu_blocking_is_gp() can incorrectly return
1975  * that there is only one CPU when in fact there was more than one throughout
1976  * is when there were no RCU readers in the system.  If there are no
1977  * RCU readers, the grace period by definition can be of zero length,
1978  * regardless of the number of online CPUs.
1979  */
1980 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
1981 {
1982         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
1983         return num_online_cpus() <= 1;
1984 }
1985
1986 /**
1987  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1988  *
1989  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1990  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1991  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1992  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1993  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1994  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1995  * rcu_read_lock_sched().
1996  *
1997  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
1998  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
1999  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
2000  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
2001  * handlers can run in process context, and can block.
2002  *
2003  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2004  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2005  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2006  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2007  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2008  */
2009 void synchronize_sched(void)
2010 {
2011         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2012                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2013                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2014                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2015         if (rcu_blocking_is_gp())
2016                 return;
2017         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2018 }
2019 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2020
2021 /**
2022  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2023  *
2024  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2025  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2026  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2027  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2028  * and may be nested.
2029  */
2030 void synchronize_rcu_bh(void)
2031 {
2032         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2033                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2034                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2035                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2036         if (rcu_blocking_is_gp())
2037                 return;
2038         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2039 }
2040 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2041
2042 static atomic_t sync_sched_expedited_started = ATOMIC_INIT(0);
2043 static atomic_t sync_sched_expedited_done = ATOMIC_INIT(0);
2044
2045 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2046 {
2047         /*
2048          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2049          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2050          * time that it returns.
2051          *
2052          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2053          * above condition is already met when the control reaches
2054          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2055          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2056          * robustness against future implementation changes.
2057          */
2058         smp_mb(); /* See above comment block. */
2059         return 0;
2060 }
2061
2062 /**
2063  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2064  *
2065  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2066  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2067  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2068  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2069  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2070  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2071  * synchronize_sched() instead.
2072  *
2073  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2074  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2075  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2076  * these restriction will result in deadlock.
2077  *
2078  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2079  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2080  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2081  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2082  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2083  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2084  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2085  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2086  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2087  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2088  *
2089  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2090  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2091  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2092  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2093  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2094  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2095  * doing our work for us.
2096  *
2097  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2098  */
2099 void synchronize_sched_expedited(void)
2100 {
2101         int firstsnap, s, snap, trycount = 0;
2102
2103         /* Note that atomic_inc_return() implies full memory barrier. */
2104         firstsnap = snap = atomic_inc_return(&sync_sched_expedited_started);
2105         get_online_cpus();
2106         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2107
2108         /*
2109          * Each pass through the following loop attempts to force a
2110          * context switch on each CPU.
2111          */
2112         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2113                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2114                              NULL) == -EAGAIN) {
2115                 put_online_cpus();
2116
2117                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2118                 if (trycount++ < 10)
2119                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2120                 else {
2121                         synchronize_sched();
2122                         return;
2123                 }
2124
2125                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2126                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2127                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)firstsnap)) {
2128                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2129                         return;
2130                 }
2131
2132                 /*
2133                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2134                  * callers to piggyback on our grace period.  We subtract
2135                  * 1 to get the same token that the last incrementer got.
2136                  * We retry after they started, so our grace period works
2137                  * for them, and they started after our first try, so their
2138                  * grace period works for us.
2139                  */
2140                 get_online_cpus();
2141                 snap = atomic_read(&sync_sched_expedited_started);
2142                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2143         }
2144
2145         /*
2146          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2147          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2148          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2149          * than we did beat us to the punch.
2150          */
2151         do {
2152                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2153                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)snap)) {
2154                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2155                         break;
2156                 }
2157         } while (atomic_cmpxchg(&sync_sched_expedited_done, s, snap) != s);
2158
2159         put_online_cpus();
2160 }
2161 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2162
2163 /*
2164  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2165  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2166  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2167  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2168  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2169  */
2170 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2171 {
2172         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2173
2174         rdp->n_rcu_pending++;
2175
2176         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2177         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2178
2179         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2180         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2181             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2182
2183                 /*
2184                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
2185                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
2186                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
2187                  */
2188                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2189                 if (!rdp->preemptible &&
2190                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
2191                                  jiffies))
2192                         set_need_resched();
2193         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2194                 rdp->n_rp_report_qs++;
2195                 return 1;
2196         }
2197
2198         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2199         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2200                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2201                 return 1;
2202         }
2203
2204         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2205         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2206                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2207                 return 1;
2208         }
2209
2210         /* Has another RCU grace period completed?  */
2211         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2212                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2213                 return 1;
2214         }
2215
2216         /* Has a new RCU grace period started? */
2217         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2218                 rdp->n_rp_gp_started++;
2219                 return 1;
2220         }
2221
2222         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
2223         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2224             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
2225                 rdp->n_rp_need_fqs++;
2226                 return 1;
2227         }
2228
2229         /* nothing to do */
2230         rdp->n_rp_need_nothing++;
2231         return 0;
2232 }
2233
2234 /*
2235  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2236  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2237  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2238  */
2239 static int rcu_pending(int cpu)
2240 {
2241         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
2242                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
2243                rcu_preempt_pending(cpu);
2244 }
2245
2246 /*
2247  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2248  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2249  * 1 if so.
2250  */
2251 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2252 {
2253         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2254         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
2255                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
2256                rcu_preempt_cpu_has_callbacks(cpu);
2257 }
2258
2259 /*
2260  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2261  * up the task executing _rcu_barrier().
2262  */
2263 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
2264 {
2265         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
2266                 complete(&rcu_barrier_completion);
2267 }
2268
2269 /*
2270  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2271  */
2272 static void rcu_barrier_func(void *type)
2273 {
2274         int cpu = smp_processor_id();
2275         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
2276         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
2277                               void (*func)(struct rcu_head *head));
2278
2279         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
2280         call_rcu_func = type;
2281         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
2282 }
2283
2284 /*
2285  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2286  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2287  */
2288 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
2289                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
2290                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
2291 {
2292         int cpu;
2293         unsigned long flags;
2294         struct rcu_data *rdp;
2295         struct rcu_head rh;
2296
2297         init_rcu_head_on_stack(&rh);
2298
2299         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2300         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
2301
2302         smp_mb();  /* Prevent any prior operations from leaking in. */
2303
2304         /*
2305          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2306          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2307          * (or preemption of this task).  Also flag this task as doing
2308          * an rcu_barrier().  This will prevent anyone else from adopting
2309          * orphaned callbacks, which could cause otherwise failure if a
2310          * CPU went offline and quickly came back online.  To see this,
2311          * consider the following sequence of events:
2312          *
2313          * 1.   We cause CPU 0 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2314          * 2.   CPU 1 goes offline, orphaning its callbacks.
2315          * 3.   CPU 0 adopts CPU 1's orphaned callbacks.
2316          * 4.   CPU 1 comes back online.
2317          * 5.   We cause CPU 1 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2318          * 6.   Both rcu_barrier_callback() callbacks are invoked, awakening
2319          *      us -- but before CPU 1's orphaned callbacks are invoked!!!
2320          */
2321         init_completion(&rcu_barrier_completion);
2322         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
2323         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2324         rsp->rcu_barrier_in_progress = current;
2325         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2326
2327         /*
2328          * Force every CPU with callbacks to register a new callback
2329          * that will tell us when all the preceding callbacks have
2330          * been invoked.  If an offline CPU has callbacks, wait for
2331          * it to either come back online or to finish orphaning those
2332          * callbacks.
2333          */
2334         for_each_possible_cpu(cpu) {
2335                 preempt_disable();
2336                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2337                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
2338                         preempt_enable();
2339                         while (cpu_is_offline(cpu) && ACCESS_ONCE(rdp->qlen))
2340                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2341                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2342                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func,
2343                                                  (void *)call_rcu_func, 1);
2344                         preempt_enable();
2345                 } else {
2346                         preempt_enable();
2347                 }
2348         }
2349
2350         /*
2351          * Now that all online CPUs have rcu_barrier_callback() callbacks
2352          * posted, we can adopt all of the orphaned callbacks and place
2353          * an rcu_barrier_callback() callback after them.  When that is done,
2354          * we are guaranteed to have an rcu_barrier_callback() callback
2355          * following every callback that could possibly have been
2356          * registered before _rcu_barrier() was called.
2357          */
2358         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2359         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
2360         rsp->rcu_barrier_in_progress = NULL;
2361         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2362         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
2363         smp_mb__after_atomic_inc(); /* Ensure atomic_inc() before callback. */
2364         call_rcu_func(&rh, rcu_barrier_callback);
2365
2366         /*
2367          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2368          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2369          */
2370         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
2371                 complete(&rcu_barrier_completion);
2372
2373         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2374         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
2375
2376         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2377         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
2378
2379         destroy_rcu_head_on_stack(&rh);
2380 }
2381
2382 /**
2383  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2384  */
2385 void rcu_barrier_bh(void)
2386 {
2387         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
2388 }
2389 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2390
2391 /**
2392  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2393  */
2394 void rcu_barrier_sched(void)
2395 {
2396         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
2397 }
2398 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2399
2400 /*
2401  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2402  */
2403 static void __init
2404 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2405 {
2406         unsigned long flags;
2407         int i;
2408         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2409         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2410
2411         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2412         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2413         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2414         rdp->nxtlist = NULL;
2415         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2416                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2417         rdp->qlen_lazy = 0;
2418         rdp->qlen = 0;
2419         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2420         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2421         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2422         rdp->cpu = cpu;
2423         rdp->rsp = rsp;
2424         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2425 }
2426
2427 /*
2428  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2429  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2430  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2431  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2432  */
2433 static void __cpuinit
2434 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2435 {
2436         unsigned long flags;
2437         unsigned long mask;
2438         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2439         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2440
2441         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2442         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2443         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2444         rdp->preemptible = preemptible;
2445         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2446         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2447         rdp->blimit = blimit;
2448         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2449         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2450                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2451         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2452         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2453
2454         /*
2455          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2456          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2457          */
2458
2459         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2460         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2461
2462         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2463         rnp = rdp->mynode;
2464         mask = rdp->grpmask;
2465         do {
2466                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2467                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2468                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2469                 mask = rnp->grpmask;
2470                 if (rnp == rdp->mynode) {
2471                         /*
2472                          * If there is a grace period in progress, we will
2473                          * set up to wait for it next time we run the
2474                          * RCU core code.
2475                          */
2476                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2477                         rdp->completed = rnp->completed;
2478                         rdp->passed_quiesce = 0;
2479                         rdp->qs_pending = 0;
2480                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2481                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2482                 }
2483                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2484                 rnp = rnp->parent;
2485         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2486
2487         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2488 }
2489
2490 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2491 {
2492         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2493         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2494         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2495 }
2496
2497 /*
2498  * Handle CPU online/offline notification events.
2499  */
2500 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2501                                     unsigned long action, void *hcpu)
2502 {
2503         long cpu = (long)hcpu;
2504         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2505         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2506
2507         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2508         switch (action) {
2509         case CPU_UP_PREPARE:
2510         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2511                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2512                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2513                 break;
2514         case CPU_ONLINE:
2515         case CPU_DOWN_FAILED:
2516                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2517                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2518                 break;
2519         case CPU_DOWN_PREPARE:
2520                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2521                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2522                 break;
2523         case CPU_DYING:
2524         case CPU_DYING_FROZEN:
2525                 /*
2526                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2527                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2528                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2529                  */
2530                 rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_bh_state);
2531                 rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_sched_state);
2532                 rcu_preempt_cleanup_dying_cpu();
2533                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2534                 break;
2535         case CPU_DEAD:
2536         case CPU_DEAD_FROZEN:
2537         case CPU_UP_CANCELED:
2538         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2539                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
2540                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
2541                 rcu_preempt_cleanup_dead_cpu(cpu);
2542                 break;
2543         default:
2544                 break;
2545         }
2546         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2547         return NOTIFY_OK;
2548 }
2549
2550 /*
2551  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2552  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2553  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2554  * task is booting the system).  After this function is called, the
2555  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2556  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2557  */
2558 void rcu_scheduler_starting(void)
2559 {
2560         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2561         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2562         rcu_scheduler_active = 1;
2563 }
2564
2565 /*
2566  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2567  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2568  */
2569 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2570 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2571 {
2572         int i;
2573
2574         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i > 0; i--)
2575                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2576         rsp->levelspread[0] = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
2577 }
2578 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2579 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2580 {
2581         int ccur;
2582         int cprv;
2583         int i;
2584
2585         cprv = NR_CPUS;
2586         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2587                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2588                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2589                 cprv = ccur;
2590         }
2591 }
2592 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2593
2594 /*
2595  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2596  */
2597 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2598                 struct rcu_data __percpu *rda)
2599 {
2600         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2601                                "rcu_node_level_1",
2602                                "rcu_node_level_2",
2603                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2604         int cpustride = 1;
2605         int i;
2606         int j;
2607         struct rcu_node *rnp;
2608
2609         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2610
2611         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2612
2613         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
2614                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2615         rcu_init_levelspread(rsp);
2616
2617         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2618
2619         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2620                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2621                 rnp = rsp->level[i];
2622                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2623                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2624                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2625                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2626                         rnp->gpnum = 0;
2627                         rnp->qsmask = 0;
2628                         rnp->qsmaskinit = 0;
2629                         rnp->grplo = j * cpustride;
2630                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2631                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2632                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2633                         if (i == 0) {
2634                                 rnp->grpnum = 0;
2635                                 rnp->grpmask = 0;
2636                                 rnp->parent = NULL;
2637                         } else {
2638                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2639                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2640                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2641                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2642                         }
2643                         rnp->level = i;
2644                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2645                 }
2646         }
2647
2648         rsp->rda = rda;
2649         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
2650         for_each_possible_cpu(i) {
2651                 while (i > rnp->grphi)
2652                         rnp++;
2653                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2654                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2655         }
2656 }
2657
2658 void __init rcu_init(void)
2659 {
2660         int cpu;
2661
2662         rcu_bootup_announce();
2663         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2664         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2665         __rcu_init_preempt();
2666          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2667
2668         /*
2669          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2670          * this is called early in boot, before either interrupts
2671          * or the scheduler are operational.
2672          */
2673         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2674         for_each_online_cpu(cpu)
2675                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2676         check_cpu_stall_init();
2677 }
2678
2679 #include "rcutree_plugin.h"