Merge branch 'fixes' of git://git.linaro.org/people/rmk/linux-arm
[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[RCU_NUM_LVLS];
64
65 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, cr) { \
66         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
67         .call = cr, \
68         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
69         .gpnum = -300, \
70         .completed = -300, \
71         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.onofflock), \
72         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
73         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
74         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
75         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.fqslock), \
76         .name = #sname, \
77 }
78
79 struct rcu_state rcu_sched_state =
80         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, call_rcu_sched);
81 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
82
83 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, call_rcu_bh);
84 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
85
86 static struct rcu_state *rcu_state;
87 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
88
89 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
90 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
91 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0);
92 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
93 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
94         NUM_RCU_LVL_0,
95         NUM_RCU_LVL_1,
96         NUM_RCU_LVL_2,
97         NUM_RCU_LVL_3,
98         NUM_RCU_LVL_4,
99 };
100 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
101
102 /*
103  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
104  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
105  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
106  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
107  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
108  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
109  * positives from lockdep-RCU error checking.
110  */
111 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
112 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
113
114 /*
115  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
116  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
117  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
118  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
119  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
120  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
121  *
122  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
123  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
124  * a time.
125  */
126 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
127
128 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
129
130 /*
131  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
132  * handle all flavors of RCU.
133  */
134 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
135 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
136 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
137 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
138 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
139
140 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
141
142 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
143 static void invoke_rcu_core(void);
144 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
145
146 /*
147  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
148  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
149  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
150  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
151  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
152  * These variables enable correlating rcutorture output with the
153  * RCU tracing information.
154  */
155 unsigned long rcutorture_testseq;
156 unsigned long rcutorture_vernum;
157
158 /*
159  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
160  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
161  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
162  */
163 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
164 {
165         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
166 }
167
168 /*
169  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
170  * how many quiescent states passed, just if there was at least
171  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
172  * The caller must have disabled preemption.
173  */
174 void rcu_sched_qs(int cpu)
175 {
176         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
177
178         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
179         barrier();
180         if (rdp->passed_quiesce == 0)
181                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
182         rdp->passed_quiesce = 1;
183 }
184
185 void rcu_bh_qs(int cpu)
186 {
187         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
188
189         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
190         barrier();
191         if (rdp->passed_quiesce == 0)
192                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
193         rdp->passed_quiesce = 1;
194 }
195
196 /*
197  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
198  * and requires special handling for preemptible RCU.
199  * The caller must have disabled preemption.
200  */
201 void rcu_note_context_switch(int cpu)
202 {
203         trace_rcu_utilization("Start context switch");
204         rcu_sched_qs(cpu);
205         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
206         trace_rcu_utilization("End context switch");
207 }
208 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
209
210 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
211         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
212         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
213 };
214
215 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
216 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
217 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
218
219 module_param(blimit, int, 0);
220 module_param(qhimark, int, 0);
221 module_param(qlowmark, int, 0);
222
223 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
224 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
225
226 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
227 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
228
229 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
230 static int rcu_pending(int cpu);
231
232 /*
233  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
234  */
235 long rcu_batches_completed_sched(void)
236 {
237         return rcu_sched_state.completed;
238 }
239 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
240
241 /*
242  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
243  */
244 long rcu_batches_completed_bh(void)
245 {
246         return rcu_bh_state.completed;
247 }
248 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
249
250 /*
251  * Force a quiescent state for RCU BH.
252  */
253 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
254 {
255         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
256 }
257 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
258
259 /*
260  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
261  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
262  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
263  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
264  * store this state in rcutorture itself.
265  */
266 void rcutorture_record_test_transition(void)
267 {
268         rcutorture_testseq++;
269         rcutorture_vernum = 0;
270 }
271 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
272
273 /*
274  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
275  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
276  * messages.
277  */
278 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
279 {
280         rcutorture_vernum++;
281 }
282 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
283
284 /*
285  * Force a quiescent state for RCU-sched.
286  */
287 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
288 {
289         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
290 }
291 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
292
293 /*
294  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
295  */
296 static int
297 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
298 {
299         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
300 }
301
302 /*
303  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
304  */
305 static int
306 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
307 {
308         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
309 }
310
311 /*
312  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
313  */
314 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
315 {
316         return &rsp->node[0];
317 }
318
319 /*
320  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
321  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
322  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
323  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
324  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
325  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
326  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
327  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
328  * each and every time we start a new grace period.
329  */
330 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
331 {
332         /*
333          * If the CPU is offline for more than a jiffy, it is in a quiescent
334          * state.  We can trust its state not to change because interrupts
335          * are disabled.  The reason for the jiffy's worth of slack is to
336          * handle CPUs initializing on the way up and finding their way
337          * to the idle loop on the way down.
338          */
339         if (cpu_is_offline(rdp->cpu) &&
340             ULONG_CMP_LT(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies)) {
341                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
342                 rdp->offline_fqs++;
343                 return 1;
344         }
345         return 0;
346 }
347
348 /*
349  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
350  *
351  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
352  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
353  * The caller must have disabled interrupts.
354  */
355 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
356 {
357         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
358         if (!is_idle_task(current)) {
359                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
360
361                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
362                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
363                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
364                           current->pid, current->comm,
365                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
366         }
367         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
368         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
369         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
370         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
371         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
372         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
373
374         /*
375          * The idle task is not permitted to enter the idle loop while
376          * in an RCU read-side critical section.
377          */
378         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
379                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
380         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
381                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
382         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
383                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
384 }
385
386 /**
387  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
388  *
389  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
390  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
391  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
392  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
393  *
394  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
395  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
396  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
397  */
398 void rcu_idle_enter(void)
399 {
400         unsigned long flags;
401         long long oldval;
402         struct rcu_dynticks *rdtp;
403
404         local_irq_save(flags);
405         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
406         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
407         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
408         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
409                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
410         else
411                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
412         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
413         local_irq_restore(flags);
414 }
415 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
416
417 /**
418  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
419  *
420  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
421  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
422  * sections can occur.
423  *
424  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
425  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
426  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
427  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
428  *
429  * Use things like work queues to work around this limitation.
430  *
431  * You have been warned.
432  */
433 void rcu_irq_exit(void)
434 {
435         unsigned long flags;
436         long long oldval;
437         struct rcu_dynticks *rdtp;
438
439         local_irq_save(flags);
440         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
441         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
442         rdtp->dynticks_nesting--;
443         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
444         if (rdtp->dynticks_nesting)
445                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
446         else
447                 rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
448         local_irq_restore(flags);
449 }
450
451 /*
452  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
453  *
454  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
455  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
456  * The caller must have disabled interrupts.
457  */
458 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
459 {
460         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
461         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
462         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
463         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
464         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
465         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
466         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
467         if (!is_idle_task(current)) {
468                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
469
470                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
471                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
472                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
473                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
474                           current->pid, current->comm,
475                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
476         }
477 }
478
479 /**
480  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
481  *
482  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
483  * read-side critical sections can occur.
484  *
485  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
486  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
487  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
488  * now starting.
489  */
490 void rcu_idle_exit(void)
491 {
492         unsigned long flags;
493         struct rcu_dynticks *rdtp;
494         long long oldval;
495
496         local_irq_save(flags);
497         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
498         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
499         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
500         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
501                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
502         else
503                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
504         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
505         local_irq_restore(flags);
506 }
507 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
508
509 /**
510  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
511  *
512  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
513  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
514  * sections can occur.
515  *
516  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
517  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
518  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
519  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
520  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
521  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
522  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
523  *
524  * Use things like work queues to work around this limitation.
525  *
526  * You have been warned.
527  */
528 void rcu_irq_enter(void)
529 {
530         unsigned long flags;
531         struct rcu_dynticks *rdtp;
532         long long oldval;
533
534         local_irq_save(flags);
535         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
536         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
537         rdtp->dynticks_nesting++;
538         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
539         if (oldval)
540                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
541         else
542                 rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
543         local_irq_restore(flags);
544 }
545
546 /**
547  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
548  *
549  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
550  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
551  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
552  */
553 void rcu_nmi_enter(void)
554 {
555         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
556
557         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
558             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
559                 return;
560         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
561         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
562         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
563         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
564         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
565         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
566 }
567
568 /**
569  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
570  *
571  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
572  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
573  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
574  */
575 void rcu_nmi_exit(void)
576 {
577         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
578
579         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
580             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
581                 return;
582         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
583         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
584         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
585         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
586         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
587 }
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 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(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 /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
648
649 /**
650  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
651  *
652  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
653  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
654  * disabled preemption.
655  */
656 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
657 {
658         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
659 }
660
661 /*
662  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
663  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
664  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
665  */
666 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
667 {
668         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
669         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
670 }
671
672 /*
673  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
674  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
675  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
676  * for this same CPU.
677  */
678 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
679 {
680         unsigned int curr;
681         unsigned int snap;
682
683         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
684         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
685
686         /*
687          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
688          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
689          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
690          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
691          * read-side critical section that started before the beginning
692          * of the current RCU grace period.
693          */
694         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
695                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
696                 rdp->dynticks_fqs++;
697                 return 1;
698         }
699
700         /* Go check for the CPU being offline. */
701         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
702 }
703
704 static int jiffies_till_stall_check(void)
705 {
706         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
707
708         /*
709          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
710          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
711          */
712         if (till_stall_check < 3) {
713                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
714                 till_stall_check = 3;
715         } else if (till_stall_check > 300) {
716                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
717                 till_stall_check = 300;
718         }
719         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
720 }
721
722 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
723 {
724         rsp->gp_start = jiffies;
725         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
726 }
727
728 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
729 {
730         int cpu;
731         long delta;
732         unsigned long flags;
733         int ndetected = 0;
734         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
735
736         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
737
738         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
739         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
740         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
741                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
742                 return;
743         }
744         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
745         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
746
747         /*
748          * OK, time to rat on our buddy...
749          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
750          * RCU CPU stall warnings.
751          */
752         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
753                rsp->name);
754         print_cpu_stall_info_begin();
755         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
756                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
757                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
758                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
759                 if (rnp->qsmask == 0)
760                         continue;
761                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
762                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
763                                 print_cpu_stall_info(rsp, rnp->grplo + cpu);
764                                 ndetected++;
765                         }
766         }
767
768         /*
769          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
770          * due to CPU offlining.
771          */
772         rnp = rcu_get_root(rsp);
773         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
774         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
775         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
776
777         print_cpu_stall_info_end();
778         printk(KERN_CONT "(detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
779                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
780         if (ndetected == 0)
781                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
782         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
783                 dump_stack();
784
785         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
786
787         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
788
789         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
790 }
791
792 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
793 {
794         unsigned long flags;
795         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
796
797         /*
798          * OK, time to rat on ourselves...
799          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
800          * RCU CPU stall warnings.
801          */
802         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
803         print_cpu_stall_info_begin();
804         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
805         print_cpu_stall_info_end();
806         printk(KERN_CONT " (t=%lu jiffies)\n", jiffies - rsp->gp_start);
807         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
808                 dump_stack();
809
810         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
811         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
812                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
813                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
814         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
815
816         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
817 }
818
819 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
820 {
821         unsigned long j;
822         unsigned long js;
823         struct rcu_node *rnp;
824
825         if (rcu_cpu_stall_suppress)
826                 return;
827         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
828         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
829         rnp = rdp->mynode;
830         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
831
832                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
833                 print_cpu_stall(rsp);
834
835         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
836                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
837
838                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
839                 print_other_cpu_stall(rsp);
840         }
841 }
842
843 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
844 {
845         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
846         return NOTIFY_DONE;
847 }
848
849 /**
850  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
851  *
852  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
853  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
854  * RCU grace periods.
855  *
856  * The caller must disable hard irqs.
857  */
858 void rcu_cpu_stall_reset(void)
859 {
860         struct rcu_state *rsp;
861
862         for_each_rcu_flavor(rsp)
863                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
864 }
865
866 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
867         .notifier_call = rcu_panic,
868 };
869
870 static void __init check_cpu_stall_init(void)
871 {
872         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
873 }
874
875 /*
876  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
877  * This is used both when we started the grace period and when we notice
878  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
879  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
880  *  and must have irqs disabled.
881  */
882 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
883 {
884         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
885                 /*
886                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
887                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
888                  * go looking for one.
889                  */
890                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
891                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
892                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
893                         rdp->qs_pending = 1;
894                         rdp->passed_quiesce = 0;
895                 } else {
896                         rdp->qs_pending = 0;
897                 }
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  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
940  */
941 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
942 {
943         int i;
944
945         rdp->nxtlist = NULL;
946         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
947                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
948 }
949
950 /*
951  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
952  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
953  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
954  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
955  */
956 static void
957 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
958 {
959         /* Did another grace period end? */
960         if (rdp->completed != rnp->completed) {
961
962                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
963                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
964                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
965                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
966
967                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
968                 rdp->completed = rnp->completed;
969                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
970
971                 /*
972                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
973                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
974                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
975                  * spurious new grace periods.  If another grace period
976                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
977                  * we will detect this later on.
978                  */
979                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
980                         rdp->gpnum = rdp->completed;
981
982                 /*
983                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
984                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
985                  */
986                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
987                         rdp->qs_pending = 0;
988         }
989 }
990
991 /*
992  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
993  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
994  * belongs.
995  */
996 static void
997 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
998 {
999         unsigned long flags;
1000         struct rcu_node *rnp;
1001
1002         local_irq_save(flags);
1003         rnp = rdp->mynode;
1004         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1005             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1006                 local_irq_restore(flags);
1007                 return;
1008         }
1009         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1010         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1015  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1016  * this CPU.
1017  */
1018 static void
1019 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1020 {
1021         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1022         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1023
1024         /*
1025          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
1026          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
1027          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
1028          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
1029          *
1030          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
1031          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
1032          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
1033          * by the next RCU grace period.
1034          */
1035         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1036         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1037
1038         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1039         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1044  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1045  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1046  * be disabled.
1047  *
1048  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1049  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1050  * quiescent state.
1051  */
1052 static void
1053 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1054         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1055 {
1056         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1057         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1058
1059         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
1060             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1061                 /*
1062                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
1063                  * non-idle task or this CPU does not need another
1064                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
1065                  * period.
1066                  */
1067                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1068                 return;
1069         }
1070
1071         if (rsp->fqs_active) {
1072                 /*
1073                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
1074                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
1075                  */
1076                 rsp->fqs_need_gp = 1;
1077                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1078                 return;
1079         }
1080
1081         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1082         rsp->gpnum++;
1083         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1084         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
1085         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
1086         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1087         record_gp_stall_check_time(rsp);
1088         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
1089
1090         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1091         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
1092
1093         /*
1094          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1095          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1096          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
1097          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
1098          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
1099          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
1100          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1101          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1102          * CPU-hotplug operations.
1103          *
1104          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1105          * the initialization process, as there will be at least one
1106          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1107          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1108          * irqs disabled.
1109          */
1110         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1111                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1112                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1113                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1114                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1115                 rnp->completed = rsp->completed;
1116                 if (rnp == rdp->mynode)
1117                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1118                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1119                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1120                                             rnp->level, rnp->grplo,
1121                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1122                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1123         }
1124
1125         rnp = rcu_get_root(rsp);
1126         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1127         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1128         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1129         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1134  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1135  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1136  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1137  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1138  */
1139 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1140         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1141 {
1142         unsigned long gp_duration;
1143         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1144         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1145
1146         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1147
1148         /*
1149          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1150          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1151          */
1152         smp_mb(); /* See above block comment. */
1153         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1154         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1155                 rsp->gp_max = gp_duration;
1156
1157         /*
1158          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1159          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1160          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1161          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1162          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1163          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1164          *
1165          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1166          * care of this while initializing the next grace period.
1167          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1168          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1169          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1170          * completed.
1171          */
1172         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1173                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1174
1175                 /*
1176                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1177                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1178                  * of the next grace period to process their callbacks.
1179                  */
1180                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1181                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1182                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1183                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1184                 }
1185                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1186                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1187         }
1188
1189         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1190         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1191         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1192         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1197  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1198  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1199  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1200  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1201  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1202  */
1203 static void
1204 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1205                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1206         __releases(rnp->lock)
1207 {
1208         struct rcu_node *rnp_c;
1209
1210         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1211         for (;;) {
1212                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1213
1214                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1215                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1216                         return;
1217                 }
1218                 rnp->qsmask &= ~mask;
1219                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1220                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1221                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1222                                                  !!rnp->gp_tasks);
1223                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1224
1225                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1226                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1227                         return;
1228                 }
1229                 mask = rnp->grpmask;
1230                 if (rnp->parent == NULL) {
1231
1232                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1233
1234                         break;
1235                 }
1236                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1237                 rnp_c = rnp;
1238                 rnp = rnp->parent;
1239                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1240                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1241         }
1242
1243         /*
1244          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1245          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1246          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1247          */
1248         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1249 }
1250
1251 /*
1252  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1253  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1254  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1255  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1256  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1257  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1258  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1259  */
1260 static void
1261 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1262 {
1263         unsigned long flags;
1264         unsigned long mask;
1265         struct rcu_node *rnp;
1266
1267         rnp = rdp->mynode;
1268         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1269         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1270
1271                 /*
1272                  * The grace period in which this quiescent state was
1273                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1274                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1275                  * within the current grace period.
1276                  */
1277                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1278                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1279                 return;
1280         }
1281         mask = rdp->grpmask;
1282         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1283                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1284         } else {
1285                 rdp->qs_pending = 0;
1286
1287                 /*
1288                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1289                  * callbacks can be processed during the next GP.
1290                  */
1291                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1292
1293                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1294         }
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1299  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1300  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1301  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1302  */
1303 static void
1304 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1305 {
1306         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1307         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1308                 return;
1309
1310         /*
1311          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1312          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1313          */
1314         if (!rdp->qs_pending)
1315                 return;
1316
1317         /*
1318          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1319          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1320          */
1321         if (!rdp->passed_quiesce)
1322                 return;
1323
1324         /*
1325          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1326          * judge of that).
1327          */
1328         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1329 }
1330
1331 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1332
1333 /*
1334  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1335  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1336  * ->onofflock.
1337  */
1338 static void
1339 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1340                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1341 {
1342         /*
1343          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1344          * because ->onofflock excludes _rcu_barrier()'s adoption of
1345          * the callbacks, thus no memory barrier is required.
1346          */
1347         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1348                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1349                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1350                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1351                 rdp->qlen_lazy = 0;
1352                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1353         }
1354
1355         /*
1356          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1357          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1358          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1359          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1360          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1361          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1362          * we just reset the whole thing later on.
1363          */
1364         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1365                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1366                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1367                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1368         }
1369
1370         /*
1371          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1372          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1373          * required to pass though another grace period: They are done.
1374          */
1375         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1376                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1377                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1378         }
1379
1380         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1381         init_callback_list(rdp);
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1386  * orphanage.  The caller must hold the ->onofflock.
1387  */
1388 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1389 {
1390         int i;
1391         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1392
1393         /*
1394          * If there is an rcu_barrier() operation in progress, then
1395          * only the task doing that operation is permitted to adopt
1396          * callbacks.  To do otherwise breaks rcu_barrier() and friends
1397          * by causing them to fail to wait for the callbacks in the
1398          * orphanage.
1399          */
1400         if (rsp->rcu_barrier_in_progress &&
1401             rsp->rcu_barrier_in_progress != current)
1402                 return;
1403
1404         /* Do the accounting first. */
1405         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1406         rdp->qlen += rsp->qlen;
1407         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1408         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1409                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1410         rsp->qlen_lazy = 0;
1411         rsp->qlen = 0;
1412
1413         /*
1414          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1415          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1416          * we are the task doing the rcu_barrier().
1417          */
1418
1419         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1420         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1421                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1422                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1423                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1424                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1425                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1426                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1427                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1428         }
1429
1430         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1431         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1432                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1433                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1434                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1435                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1436         }
1437 }
1438
1439 /*
1440  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1441  */
1442 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1443 {
1444         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1445         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1446         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1447
1448         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1449         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1450                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1451                                "cpuofl");
1452 }
1453
1454 /*
1455  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1456  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1457  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1458  * adopting them, if there is no _rcu_barrier() instance running.
1459  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1460  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1461  */
1462 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1463 {
1464         unsigned long flags;
1465         unsigned long mask;
1466         int need_report = 0;
1467         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1468         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1469
1470         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1471         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1472         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1473
1474         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1475
1476         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1477         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1478
1479         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1480         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1481         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1482
1483         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1484         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1485         do {
1486                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1487                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1488                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1489                         if (rnp != rdp->mynode)
1490                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1491                         break;
1492                 }
1493                 if (rnp == rdp->mynode)
1494                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1495                 else
1496                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1497                 mask = rnp->grpmask;
1498                 rnp = rnp->parent;
1499         } while (rnp != NULL);
1500
1501         /*
1502          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1503          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1504          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1505          * held leads to deadlock.
1506          */
1507         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1508         rnp = rdp->mynode;
1509         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1510                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1511         else
1512                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1513         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1514                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1515         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1516                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1517                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1518 }
1519
1520 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1521
1522 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1523 {
1524 }
1525
1526 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1527 {
1528 }
1529
1530 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1531 {
1532 }
1533
1534 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1535
1536 /*
1537  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1538  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1539  */
1540 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1541 {
1542         unsigned long flags;
1543         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1544         int bl, count, count_lazy, i;
1545
1546         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1547         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1548                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1549                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1550                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1551                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1552                 return;
1553         }
1554
1555         /*
1556          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1557          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1558          */
1559         local_irq_save(flags);
1560         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1561         bl = rdp->blimit;
1562         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1563         list = rdp->nxtlist;
1564         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1565         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1566         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1567         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1568                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1569                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1570         local_irq_restore(flags);
1571
1572         /* Invoke callbacks. */
1573         count = count_lazy = 0;
1574         while (list) {
1575                 next = list->next;
1576                 prefetch(next);
1577                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1578                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1579                         count_lazy++;
1580                 list = next;
1581                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1582                 if (++count >= bl &&
1583                     (need_resched() ||
1584                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1585                         break;
1586         }
1587
1588         local_irq_save(flags);
1589         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1590                             is_idle_task(current),
1591                             rcu_is_callbacks_kthread());
1592
1593         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1594         if (list != NULL) {
1595                 *tail = rdp->nxtlist;
1596                 rdp->nxtlist = list;
1597                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1598                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1599                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1600                         else
1601                                 break;
1602         }
1603         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1604         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1605         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1606         rdp->n_cbs_invoked += count;
1607
1608         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1609         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1610                 rdp->blimit = blimit;
1611
1612         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1613         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1614                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1615                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1616         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1617                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1618         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
1619
1620         local_irq_restore(flags);
1621
1622         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1623         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1624                 invoke_rcu_core();
1625 }
1626
1627 /*
1628  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1629  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1630  * Also schedule RCU core processing.
1631  *
1632  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1633  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1634  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1635  */
1636 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1637 {
1638         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1639         increment_cpu_stall_ticks();
1640         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1641
1642                 /*
1643                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1644                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1645                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1646                  * a quiescent state, so note it.
1647                  *
1648                  * No memory barrier is required here because both
1649                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1650                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1651                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1652                  */
1653
1654                 rcu_sched_qs(cpu);
1655                 rcu_bh_qs(cpu);
1656
1657         } else if (!in_softirq()) {
1658
1659                 /*
1660                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1661                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1662                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1663                  * critical section, so note it.
1664                  */
1665
1666                 rcu_bh_qs(cpu);
1667         }
1668         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1669         if (rcu_pending(cpu))
1670                 invoke_rcu_core();
1671         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1672 }
1673
1674 /*
1675  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1676  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1677  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1678  *
1679  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1680  */
1681 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1682 {
1683         unsigned long bit;
1684         int cpu;
1685         unsigned long flags;
1686         unsigned long mask;
1687         struct rcu_node *rnp;
1688
1689         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1690                 mask = 0;
1691                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1692                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1693                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1694                         return;
1695                 }
1696                 if (rnp->qsmask == 0) {
1697                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1698                         continue;
1699                 }
1700                 cpu = rnp->grplo;
1701                 bit = 1;
1702                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1703                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1704                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1705                                 mask |= bit;
1706                 }
1707                 if (mask != 0) {
1708
1709                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1710                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1711                         continue;
1712                 }
1713                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1714         }
1715         rnp = rcu_get_root(rsp);
1716         if (rnp->qsmask == 0) {
1717                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1718                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1719         }
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1724  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1725  */
1726 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1727 {
1728         unsigned long flags;
1729         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1730
1731         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1732         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1733                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1734                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1735         }
1736         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1737                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1738                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1739                 return; /* Someone else is already on the job. */
1740         }
1741         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1742                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1743         rsp->n_force_qs++;
1744         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1745         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1746         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1747                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1748                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1749                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1750         }
1751         rsp->fqs_active = 1;
1752         switch (rsp->fqs_state) {
1753         case RCU_GP_IDLE:
1754         case RCU_GP_INIT:
1755
1756                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1757
1758         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1759
1760                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1761
1762                 /* Record dyntick-idle state. */
1763                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1764                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1765                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1766                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1767                 break;
1768
1769         case RCU_FORCE_QS:
1770
1771                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1772                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1773                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1774
1775                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1776
1777                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1778                 break;
1779         }
1780         rsp->fqs_active = 0;
1781         if (rsp->fqs_need_gp) {
1782                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1783                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1784                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1785                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1786                 return;
1787         }
1788         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1789 unlock_fqs_ret:
1790         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1791         trace_rcu_utilization("End fqs");
1792 }
1793
1794 /*
1795  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1796  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1797  * whom the rdp belongs.
1798  */
1799 static void
1800 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
1801 {
1802         unsigned long flags;
1803         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1804
1805         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1806
1807         /*
1808          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1809          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1810          */
1811         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1812                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1813
1814         /*
1815          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1816          * period that some other CPU ended.
1817          */
1818         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1819
1820         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1821         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1822
1823         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1824         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1825                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1826                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1827         }
1828
1829         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1830         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1831                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1832 }
1833
1834 /*
1835  * Do RCU core processing for the current CPU.
1836  */
1837 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1838 {
1839         struct rcu_state *rsp;
1840
1841         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1842         for_each_rcu_flavor(rsp)
1843                 __rcu_process_callbacks(rsp);
1844         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1845 }
1846
1847 /*
1848  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1849  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1850  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1851  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1852  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1853  */
1854 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1855 {
1856         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1857                 return;
1858         if (likely(!rsp->boost)) {
1859                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1860                 return;
1861         }
1862         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1863 }
1864
1865 static void invoke_rcu_core(void)
1866 {
1867         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1868 }
1869
1870 /*
1871  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
1872  */
1873 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
1874                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
1875 {
1876         /*
1877          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
1878          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
1879          */
1880         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
1881                 invoke_rcu_core();
1882
1883         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
1884         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
1885                 return;
1886
1887         /*
1888          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1889          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1890          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1891          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1892          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1893          */
1894         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1895
1896                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1897                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1898                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1899
1900                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1901                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1902                         unsigned long nestflag;
1903                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1904
1905                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1906                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1907                 } else {
1908                         /* Give the grace period a kick. */
1909                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1910                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1911                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1912                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1913                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1914                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1915                 }
1916         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1917                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1918 }
1919
1920 static void
1921 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1922            struct rcu_state *rsp, bool lazy)
1923 {
1924         unsigned long flags;
1925         struct rcu_data *rdp;
1926
1927         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
1928         debug_rcu_head_queue(head);
1929         head->func = func;
1930         head->next = NULL;
1931
1932         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1933
1934         /*
1935          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1936          * Note that we might see a beginning right after we see an
1937          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1938          * a quiescent state betweentimes.
1939          */
1940         local_irq_save(flags);
1941         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1942
1943         /* Add the callback to our list. */
1944         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
1945         if (lazy)
1946                 rdp->qlen_lazy++;
1947         else
1948                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1949         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
1950         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1951         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1952
1953         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1954                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1955                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1956         else
1957                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1958
1959         /* Go handle any RCU core processing required. */
1960         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
1961         local_irq_restore(flags);
1962 }
1963
1964 /*
1965  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1966  */
1967 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1968 {
1969         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 0);
1970 }
1971 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1972
1973 /*
1974  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
1975  */
1976 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1977 {
1978         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, 0);
1979 }
1980 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1981
1982 /*
1983  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
1984  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
1985  * if there is only one CPU online at any point time during execution
1986  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
1987  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
1988  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
1989  * some overhead: RCU still operates correctly.
1990  */
1991 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
1992 {
1993         int ret;
1994
1995         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
1996         preempt_disable();
1997         ret = num_online_cpus() <= 1;
1998         preempt_enable();
1999         return ret;
2000 }
2001
2002 /**
2003  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2004  *
2005  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2006  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2007  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2008  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2009  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2010  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2011  * rcu_read_lock_sched().
2012  *
2013  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2014  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
2015  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
2016  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
2017  * handlers can run in process context, and can block.
2018  *
2019  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2020  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2021  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2022  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2023  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2024  */
2025 void synchronize_sched(void)
2026 {
2027         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2028                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2029                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2030                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2031         if (rcu_blocking_is_gp())
2032                 return;
2033         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2034 }
2035 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2036
2037 /**
2038  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2039  *
2040  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2041  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2042  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2043  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2044  * and may be nested.
2045  */
2046 void synchronize_rcu_bh(void)
2047 {
2048         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2049                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2050                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2051                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2052         if (rcu_blocking_is_gp())
2053                 return;
2054         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2055 }
2056 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2057
2058 static atomic_t sync_sched_expedited_started = ATOMIC_INIT(0);
2059 static atomic_t sync_sched_expedited_done = ATOMIC_INIT(0);
2060
2061 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2062 {
2063         /*
2064          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2065          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2066          * time that it returns.
2067          *
2068          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2069          * above condition is already met when the control reaches
2070          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2071          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2072          * robustness against future implementation changes.
2073          */
2074         smp_mb(); /* See above comment block. */
2075         return 0;
2076 }
2077
2078 /**
2079  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2080  *
2081  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2082  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2083  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2084  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2085  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2086  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2087  * synchronize_sched() instead.
2088  *
2089  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2090  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2091  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2092  * these restriction will result in deadlock.
2093  *
2094  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2095  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2096  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2097  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2098  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2099  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2100  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2101  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2102  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2103  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2104  *
2105  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2106  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2107  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2108  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2109  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2110  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2111  * doing our work for us.
2112  *
2113  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2114  */
2115 void synchronize_sched_expedited(void)
2116 {
2117         int firstsnap, s, snap, trycount = 0;
2118
2119         /* Note that atomic_inc_return() implies full memory barrier. */
2120         firstsnap = snap = atomic_inc_return(&sync_sched_expedited_started);
2121         get_online_cpus();
2122         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2123
2124         /*
2125          * Each pass through the following loop attempts to force a
2126          * context switch on each CPU.
2127          */
2128         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2129                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2130                              NULL) == -EAGAIN) {
2131                 put_online_cpus();
2132
2133                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2134                 if (trycount++ < 10) {
2135                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2136                 } else {
2137                         synchronize_sched();
2138                         return;
2139                 }
2140
2141                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2142                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2143                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)firstsnap)) {
2144                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2145                         return;
2146                 }
2147
2148                 /*
2149                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2150                  * callers to piggyback on our grace period.  We subtract
2151                  * 1 to get the same token that the last incrementer got.
2152                  * We retry after they started, so our grace period works
2153                  * for them, and they started after our first try, so their
2154                  * grace period works for us.
2155                  */
2156                 get_online_cpus();
2157                 snap = atomic_read(&sync_sched_expedited_started);
2158                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2159         }
2160
2161         /*
2162          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2163          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2164          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2165          * than we did beat us to the punch.
2166          */
2167         do {
2168                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2169                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)snap)) {
2170                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2171                         break;
2172                 }
2173         } while (atomic_cmpxchg(&sync_sched_expedited_done, s, snap) != s);
2174
2175         put_online_cpus();
2176 }
2177 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2178
2179 /*
2180  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2181  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2182  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2183  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2184  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2185  */
2186 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2187 {
2188         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2189
2190         rdp->n_rcu_pending++;
2191
2192         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2193         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2194
2195         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2196         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2197             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2198
2199                 /*
2200                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
2201                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
2202                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
2203                  */
2204                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2205                 if (!rdp->preemptible &&
2206                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
2207                                  jiffies))
2208                         set_need_resched();
2209         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2210                 rdp->n_rp_report_qs++;
2211                 return 1;
2212         }
2213
2214         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2215         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2216                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2217                 return 1;
2218         }
2219
2220         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2221         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2222                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2223                 return 1;
2224         }
2225
2226         /* Has another RCU grace period completed?  */
2227         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2228                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2229                 return 1;
2230         }
2231
2232         /* Has a new RCU grace period started? */
2233         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2234                 rdp->n_rp_gp_started++;
2235                 return 1;
2236         }
2237
2238         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
2239         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2240             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
2241                 rdp->n_rp_need_fqs++;
2242                 return 1;
2243         }
2244
2245         /* nothing to do */
2246         rdp->n_rp_need_nothing++;
2247         return 0;
2248 }
2249
2250 /*
2251  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2252  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2253  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2254  */
2255 static int rcu_pending(int cpu)
2256 {
2257         struct rcu_state *rsp;
2258
2259         for_each_rcu_flavor(rsp)
2260                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2261                         return 1;
2262         return 0;
2263 }
2264
2265 /*
2266  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2267  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2268  * 1 if so.
2269  */
2270 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2271 {
2272         struct rcu_state *rsp;
2273
2274         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2275         for_each_rcu_flavor(rsp)
2276                 if (per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->nxtlist)
2277                         return 1;
2278         return 0;
2279 }
2280
2281 /*
2282  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2283  * the compiler is expected to optimize this away.
2284  */
2285 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2286                                int cpu, unsigned long done)
2287 {
2288         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2289                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2290 }
2291
2292 /*
2293  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2294  * up the task executing _rcu_barrier().
2295  */
2296 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2297 {
2298         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2299         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2300
2301         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2302                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2303                 complete(&rsp->barrier_completion);
2304         } else {
2305                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2306         }
2307 }
2308
2309 /*
2310  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2311  */
2312 static void rcu_barrier_func(void *type)
2313 {
2314         struct rcu_state *rsp = type;
2315         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2316
2317         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2318         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2319         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2320 }
2321
2322 /*
2323  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2324  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2325  */
2326 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2327 {
2328         int cpu;
2329         unsigned long flags;
2330         struct rcu_data *rdp;
2331         struct rcu_data rd;
2332         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2333         unsigned long snap_done;
2334
2335         init_rcu_head_on_stack(&rd.barrier_head);
2336         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2337
2338         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2339         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2340
2341         /*
2342          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2343          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2344          */
2345         smp_mb();  /* See above block comment. */
2346
2347         /*
2348          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2349          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2350          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2351          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2352          */
2353         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2354         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2355         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2356                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2357                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2358                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2359                 return;
2360         }
2361
2362         /*
2363          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2364          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2365          * the increment to precede the early-exit check.
2366          */
2367         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2368         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2369         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2370         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2371
2372         /*
2373          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2374          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2375          * (or preemption of this task).  Also flag this task as doing
2376          * an rcu_barrier().  This will prevent anyone else from adopting
2377          * orphaned callbacks, which could cause otherwise failure if a
2378          * CPU went offline and quickly came back online.  To see this,
2379          * consider the following sequence of events:
2380          *
2381          * 1.   We cause CPU 0 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2382          * 2.   CPU 1 goes offline, orphaning its callbacks.
2383          * 3.   CPU 0 adopts CPU 1's orphaned callbacks.
2384          * 4.   CPU 1 comes back online.
2385          * 5.   We cause CPU 1 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2386          * 6.   Both rcu_barrier_callback() callbacks are invoked, awakening
2387          *      us -- but before CPU 1's orphaned callbacks are invoked!!!
2388          */
2389         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2390         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2391         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2392         rsp->rcu_barrier_in_progress = current;
2393         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2394
2395         /*
2396          * Force every CPU with callbacks to register a new callback
2397          * that will tell us when all the preceding callbacks have
2398          * been invoked.  If an offline CPU has callbacks, wait for
2399          * it to either come back online or to finish orphaning those
2400          * callbacks.
2401          */
2402         for_each_possible_cpu(cpu) {
2403                 preempt_disable();
2404                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2405                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
2406                         _rcu_barrier_trace(rsp, "Offline", cpu,
2407                                            rsp->n_barrier_done);
2408                         preempt_enable();
2409                         while (cpu_is_offline(cpu) && ACCESS_ONCE(rdp->qlen))
2410                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2411                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2412                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2413                                            rsp->n_barrier_done);
2414                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2415                         preempt_enable();
2416                 } else {
2417                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2418                                            rsp->n_barrier_done);
2419                         preempt_enable();
2420                 }
2421         }
2422
2423         /*
2424          * Now that all online CPUs have rcu_barrier_callback() callbacks
2425          * posted, we can adopt all of the orphaned callbacks and place
2426          * an rcu_barrier_callback() callback after them.  When that is done,
2427          * we are guaranteed to have an rcu_barrier_callback() callback
2428          * following every callback that could possibly have been
2429          * registered before _rcu_barrier() was called.
2430          */
2431         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2432         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
2433         rsp->rcu_barrier_in_progress = NULL;
2434         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2435         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2436         smp_mb__after_atomic_inc(); /* Ensure atomic_inc() before callback. */
2437         rd.rsp = rsp;
2438         rsp->call(&rd.barrier_head, rcu_barrier_callback);
2439
2440         /*
2441          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2442          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2443          */
2444         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2445                 complete(&rsp->barrier_completion);
2446
2447         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2448         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2449         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2450         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2451         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2452         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2453
2454         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2455         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2456
2457         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2458         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2459
2460         destroy_rcu_head_on_stack(&rd.barrier_head);
2461 }
2462
2463 /**
2464  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2465  */
2466 void rcu_barrier_bh(void)
2467 {
2468         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2469 }
2470 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2471
2472 /**
2473  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2474  */
2475 void rcu_barrier_sched(void)
2476 {
2477         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2478 }
2479 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2480
2481 /*
2482  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2483  */
2484 static void __init
2485 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2486 {
2487         unsigned long flags;
2488         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2489         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2490
2491         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2492         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2493         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2494         init_callback_list(rdp);
2495         rdp->qlen_lazy = 0;
2496         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2497         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2498         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2499         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2500         rdp->cpu = cpu;
2501         rdp->rsp = rsp;
2502         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2503 }
2504
2505 /*
2506  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2507  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2508  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2509  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2510  */
2511 static void __cpuinit
2512 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2513 {
2514         unsigned long flags;
2515         unsigned long mask;
2516         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2517         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2518
2519         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2520         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2521         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2522         rdp->preemptible = preemptible;
2523         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2524         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2525         rdp->blimit = blimit;
2526         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2527         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2528                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2529         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2530         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2531
2532         /*
2533          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2534          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2535          */
2536
2537         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2538         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2539
2540         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2541         rnp = rdp->mynode;
2542         mask = rdp->grpmask;
2543         do {
2544                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2545                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2546                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2547                 mask = rnp->grpmask;
2548                 if (rnp == rdp->mynode) {
2549                         /*
2550                          * If there is a grace period in progress, we will
2551                          * set up to wait for it next time we run the
2552                          * RCU core code.
2553                          */
2554                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2555                         rdp->completed = rnp->completed;
2556                         rdp->passed_quiesce = 0;
2557                         rdp->qs_pending = 0;
2558                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2559                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2560                 }
2561                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2562                 rnp = rnp->parent;
2563         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2564
2565         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2566 }
2567
2568 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2569 {
2570         struct rcu_state *rsp;
2571
2572         for_each_rcu_flavor(rsp)
2573                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2574                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2575 }
2576
2577 /*
2578  * Handle CPU online/offline notification events.
2579  */
2580 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2581                                     unsigned long action, void *hcpu)
2582 {
2583         long cpu = (long)hcpu;
2584         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2585         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2586         struct rcu_state *rsp;
2587
2588         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2589         switch (action) {
2590         case CPU_UP_PREPARE:
2591         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2592                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2593                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2594                 break;
2595         case CPU_ONLINE:
2596         case CPU_DOWN_FAILED:
2597                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2598                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2599                 break;
2600         case CPU_DOWN_PREPARE:
2601                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2602                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2603                 break;
2604         case CPU_DYING:
2605         case CPU_DYING_FROZEN:
2606                 /*
2607                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2608                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2609                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2610                  */
2611                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2612                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
2613                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2614                 break;
2615         case CPU_DEAD:
2616         case CPU_DEAD_FROZEN:
2617         case CPU_UP_CANCELED:
2618         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2619                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2620                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
2621                 break;
2622         default:
2623                 break;
2624         }
2625         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2626         return NOTIFY_OK;
2627 }
2628
2629 /*
2630  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2631  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2632  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2633  * task is booting the system).  After this function is called, the
2634  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2635  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2636  */
2637 void rcu_scheduler_starting(void)
2638 {
2639         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2640         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2641         rcu_scheduler_active = 1;
2642 }
2643
2644 /*
2645  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2646  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2647  */
2648 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2649 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2650 {
2651         int i;
2652
2653         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
2654                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2655         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
2656 }
2657 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2658 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2659 {
2660         int ccur;
2661         int cprv;
2662         int i;
2663
2664         cprv = NR_CPUS;
2665         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2666                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2667                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2668                 cprv = ccur;
2669         }
2670 }
2671 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2672
2673 /*
2674  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2675  */
2676 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2677                 struct rcu_data __percpu *rda)
2678 {
2679         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2680                                "rcu_node_level_1",
2681                                "rcu_node_level_2",
2682                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2683         int cpustride = 1;
2684         int i;
2685         int j;
2686         struct rcu_node *rnp;
2687
2688         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2689
2690         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2691
2692         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
2693                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
2694         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
2695                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2696         rcu_init_levelspread(rsp);
2697
2698         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2699
2700         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2701                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2702                 rnp = rsp->level[i];
2703                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2704                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2705                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2706                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2707                         rnp->gpnum = 0;
2708                         rnp->qsmask = 0;
2709                         rnp->qsmaskinit = 0;
2710                         rnp->grplo = j * cpustride;
2711                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2712                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2713                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2714                         if (i == 0) {
2715                                 rnp->grpnum = 0;
2716                                 rnp->grpmask = 0;
2717                                 rnp->parent = NULL;
2718                         } else {
2719                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2720                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2721                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2722                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2723                         }
2724                         rnp->level = i;
2725                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2726                 }
2727         }
2728
2729         rsp->rda = rda;
2730         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
2731         for_each_possible_cpu(i) {
2732                 while (i > rnp->grphi)
2733                         rnp++;
2734                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2735                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2736         }
2737         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
2738 }
2739
2740 /*
2741  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
2742  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
2743  * the ->node array in the rcu_state structure.
2744  */
2745 static void __init rcu_init_geometry(void)
2746 {
2747         int i;
2748         int j;
2749         int n = nr_cpu_ids;
2750         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
2751
2752         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
2753         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF)
2754                 return;
2755
2756         /*
2757          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
2758          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
2759          * some of the arithmetic easier.
2760          */
2761         rcu_capacity[0] = 1;
2762         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
2763         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2764                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
2765
2766         /*
2767          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
2768          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
2769          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
2770          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
2771          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
2772          * compile-time values if these limits are exceeded.
2773          */
2774         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
2775             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
2776             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
2777                 WARN_ON(1);
2778                 return;
2779         }
2780
2781         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
2782         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2783                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
2784                         for (j = 0; j <= i; j++)
2785                                 num_rcu_lvl[j] =
2786                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
2787                         rcu_num_lvls = i;
2788                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
2789                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
2790                         break;
2791                 }
2792
2793         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
2794         rcu_num_nodes = 0;
2795         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2796                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
2797         rcu_num_nodes -= n;
2798 }
2799
2800 void __init rcu_init(void)
2801 {
2802         int cpu;
2803
2804         rcu_bootup_announce();
2805         rcu_init_geometry();
2806         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2807         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2808         __rcu_init_preempt();
2809          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2810
2811         /*
2812          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2813          * this is called early in boot, before either interrupts
2814          * or the scheduler are operational.
2815          */
2816         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2817         for_each_online_cpu(cpu)
2818                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2819         check_cpu_stall_init();
2820 }
2821
2822 #include "rcutree_plugin.h"