rcu: priority boosting for TREE_PREEMPT_RCU
[pandora-kernel.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <asm/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52
53 #include "rcutree.h"
54
55 /* Data structures. */
56
57 static struct lock_class_key rcu_node_class[NUM_RCU_LVLS];
58
59 #define RCU_STATE_INITIALIZER(structname) { \
60         .level = { &structname.node[0] }, \
61         .levelcnt = { \
62                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
63                 NUM_RCU_LVL_1, \
64                 NUM_RCU_LVL_2, \
65                 NUM_RCU_LVL_3, \
66                 NUM_RCU_LVL_4, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
67         }, \
68         .signaled = RCU_GP_IDLE, \
69         .gpnum = -300, \
70         .completed = -300, \
71         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname.onofflock), \
72         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname.fqslock), \
73         .n_force_qs = 0, \
74         .n_force_qs_ngp = 0, \
75         .name = #structname, \
76 }
77
78 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
79 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
80
81 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
82 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
83
84 static struct rcu_state *rcu_state;
85
86 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
87 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
88
89 /*
90  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
91  * handle all flavors of RCU.
92  */
93 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
94 static DEFINE_PER_CPU(wait_queue_head_t, rcu_cpu_wq);
95 static DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
96 static char rcu_kthreads_spawnable;
97
98 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp);
99 static void invoke_rcu_cpu_kthread(void);
100
101 #define RCU_KTHREAD_PRIO 1      /* RT priority for per-CPU kthreads. */
102
103 /*
104  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
105  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
106  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
107  */
108 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
109 {
110         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
111 }
112
113 /*
114  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
115  * how many quiescent states passed, just if there was at least
116  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
117  */
118 void rcu_sched_qs(int cpu)
119 {
120         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
121
122         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
123         barrier();
124         rdp->passed_quiesc = 1;
125 }
126
127 void rcu_bh_qs(int cpu)
128 {
129         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
130
131         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
132         barrier();
133         rdp->passed_quiesc = 1;
134 }
135
136 /*
137  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
138  * and requires special handling for preemptible RCU.
139  */
140 void rcu_note_context_switch(int cpu)
141 {
142         rcu_sched_qs(cpu);
143         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
144 }
145
146 #ifdef CONFIG_NO_HZ
147 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
148         .dynticks_nesting = 1,
149         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
150 };
151 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
152
153 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
154 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
155 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
156
157 module_param(blimit, int, 0);
158 module_param(qhimark, int, 0);
159 module_param(qlowmark, int, 0);
160
161 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
162 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
163
164 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
165 static int rcu_pending(int cpu);
166
167 /*
168  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
169  */
170 long rcu_batches_completed_sched(void)
171 {
172         return rcu_sched_state.completed;
173 }
174 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
175
176 /*
177  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
178  */
179 long rcu_batches_completed_bh(void)
180 {
181         return rcu_bh_state.completed;
182 }
183 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
184
185 /*
186  * Force a quiescent state for RCU BH.
187  */
188 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
189 {
190         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
191 }
192 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
193
194 /*
195  * Force a quiescent state for RCU-sched.
196  */
197 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
198 {
199         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
200 }
201 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
202
203 /*
204  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
205  */
206 static int
207 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
208 {
209         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
210 }
211
212 /*
213  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
214  */
215 static int
216 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
217 {
218         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
219 }
220
221 /*
222  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
223  */
224 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
225 {
226         return &rsp->node[0];
227 }
228
229 #ifdef CONFIG_SMP
230
231 /*
232  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
233  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
234  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
235  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
236  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
237  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
238  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
239  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
240  * each and every time we start a new grace period.
241  */
242 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
243 {
244         /*
245          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
246          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
247          */
248         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
249                 rdp->offline_fqs++;
250                 return 1;
251         }
252
253         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
254         if (rdp->preemptable)
255                 return 0;
256
257         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
258         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
259                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
260         else
261                 set_need_resched();
262         rdp->resched_ipi++;
263         return 0;
264 }
265
266 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
267
268 #ifdef CONFIG_NO_HZ
269
270 /**
271  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
272  *
273  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
274  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
275  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
276  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
277  */
278 void rcu_enter_nohz(void)
279 {
280         unsigned long flags;
281         struct rcu_dynticks *rdtp;
282
283         local_irq_save(flags);
284         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
285         if (--rdtp->dynticks_nesting) {
286                 local_irq_restore(flags);
287                 return;
288         }
289         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
290         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
291         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
292         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
293         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
294         local_irq_restore(flags);
295
296         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
297         if (in_irq() &&
298             (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
299              __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist ||
300              rcu_preempt_needs_cpu(smp_processor_id())))
301                 set_need_resched();
302 }
303
304 /*
305  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
306  *
307  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
308  * read-side critical sections normally occur.
309  */
310 void rcu_exit_nohz(void)
311 {
312         unsigned long flags;
313         struct rcu_dynticks *rdtp;
314
315         local_irq_save(flags);
316         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
317         if (rdtp->dynticks_nesting++) {
318                 local_irq_restore(flags);
319                 return;
320         }
321         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
322         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
323         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
324         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
325         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
326         local_irq_restore(flags);
327 }
328
329 /**
330  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
331  *
332  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
333  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
334  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
335  */
336 void rcu_nmi_enter(void)
337 {
338         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
339
340         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
341             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
342                 return;
343         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
344         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
345         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
346         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
347         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
348         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
349 }
350
351 /**
352  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
353  *
354  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
355  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
356  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
357  */
358 void rcu_nmi_exit(void)
359 {
360         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
361
362         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
363             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
364                 return;
365         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
366         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
367         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
368         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
369         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
370 }
371
372 /**
373  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
374  *
375  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
376  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
377  */
378 void rcu_irq_enter(void)
379 {
380         rcu_exit_nohz();
381 }
382
383 /**
384  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
385  *
386  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
387  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
388  * with no ticks.
389  */
390 void rcu_irq_exit(void)
391 {
392         rcu_enter_nohz();
393 }
394
395 #ifdef CONFIG_SMP
396
397 /*
398  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
399  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
400  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
401  */
402 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
403 {
404         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
405         return 0;
406 }
407
408 /*
409  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
410  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
411  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
412  * for this same CPU.
413  */
414 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
415 {
416         unsigned long curr;
417         unsigned long snap;
418
419         curr = (unsigned long)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
420         snap = (unsigned long)rdp->dynticks_snap;
421
422         /*
423          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
424          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
425          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
426          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
427          * read-side critical section that started before the beginning
428          * of the current RCU grace period.
429          */
430         if ((curr & 0x1) == 0 || ULONG_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
431                 rdp->dynticks_fqs++;
432                 return 1;
433         }
434
435         /* Go check for the CPU being offline. */
436         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
437 }
438
439 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
440
441 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
442
443 #ifdef CONFIG_SMP
444
445 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
446 {
447         return 0;
448 }
449
450 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
451 {
452         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
453 }
454
455 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
456
457 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
458
459 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
460
461 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
462 {
463         rsp->gp_start = jiffies;
464         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
465 }
466
467 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
468 {
469         int cpu;
470         long delta;
471         unsigned long flags;
472         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
473
474         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
475
476         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
477         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
478         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
479                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
480                 return;
481         }
482         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
483
484         /*
485          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
486          * due to CPU offlining.
487          */
488         rcu_print_task_stall(rnp);
489         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
490
491         /*
492          * OK, time to rat on our buddy...
493          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
494          * RCU CPU stall warnings.
495          */
496         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks: {",
497                rsp->name);
498         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
499                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
500                 rcu_print_task_stall(rnp);
501                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
502                 if (rnp->qsmask == 0)
503                         continue;
504                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
505                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
506                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
507         }
508         printk("} (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
509                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
510         trigger_all_cpu_backtrace();
511
512         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
513
514         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
515
516         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
517 }
518
519 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
520 {
521         unsigned long flags;
522         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
523
524         /*
525          * OK, time to rat on ourselves...
526          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
527          * RCU CPU stall warnings.
528          */
529         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stall on CPU %d (t=%lu jiffies)\n",
530                rsp->name, smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
531         trigger_all_cpu_backtrace();
532
533         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
534         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
535                 rsp->jiffies_stall =
536                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
537         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
538
539         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
540 }
541
542 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
543 {
544         long delta;
545         struct rcu_node *rnp;
546
547         if (rcu_cpu_stall_suppress)
548                 return;
549         delta = jiffies - ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
550         rnp = rdp->mynode;
551         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
552
553                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
554                 print_cpu_stall(rsp);
555
556         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) && delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
557
558                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
559                 print_other_cpu_stall(rsp);
560         }
561 }
562
563 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
564 {
565         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
566         return NOTIFY_DONE;
567 }
568
569 /**
570  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
571  *
572  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
573  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
574  * RCU grace periods.
575  *
576  * The caller must disable hard irqs.
577  */
578 void rcu_cpu_stall_reset(void)
579 {
580         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
581         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
582         rcu_preempt_stall_reset();
583 }
584
585 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
586         .notifier_call = rcu_panic,
587 };
588
589 static void __init check_cpu_stall_init(void)
590 {
591         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
592 }
593
594 /*
595  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
596  * This is used both when we started the grace period and when we notice
597  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
598  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
599  *  and must have irqs disabled.
600  */
601 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
602 {
603         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
604                 /*
605                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
606                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
607                  * go looking for one.
608                  */
609                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
610                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
611                         rdp->qs_pending = 1;
612                         rdp->passed_quiesc = 0;
613                 } else
614                         rdp->qs_pending = 0;
615         }
616 }
617
618 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
619 {
620         unsigned long flags;
621         struct rcu_node *rnp;
622
623         local_irq_save(flags);
624         rnp = rdp->mynode;
625         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
626             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
627                 local_irq_restore(flags);
628                 return;
629         }
630         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
631         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
632 }
633
634 /*
635  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
636  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
637  * on the CPU corresponding to rdp.
638  */
639 static int
640 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
641 {
642         unsigned long flags;
643         int ret = 0;
644
645         local_irq_save(flags);
646         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
647                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
648                 ret = 1;
649         }
650         local_irq_restore(flags);
651         return ret;
652 }
653
654 /*
655  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
656  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
657  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
658  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
659  */
660 static void
661 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
662 {
663         /* Did another grace period end? */
664         if (rdp->completed != rnp->completed) {
665
666                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
667                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
668                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
669                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
670
671                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
672                 rdp->completed = rnp->completed;
673
674                 /*
675                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
676                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
677                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
678                  * spurious new grace periods.  If another grace period
679                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
680                  * we will detect this later on.
681                  */
682                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
683                         rdp->gpnum = rdp->completed;
684
685                 /*
686                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
687                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
688                  */
689                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
690                         rdp->qs_pending = 0;
691         }
692 }
693
694 /*
695  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
696  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
697  * belongs.
698  */
699 static void
700 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
701 {
702         unsigned long flags;
703         struct rcu_node *rnp;
704
705         local_irq_save(flags);
706         rnp = rdp->mynode;
707         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
708             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
709                 local_irq_restore(flags);
710                 return;
711         }
712         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
713         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
714 }
715
716 /*
717  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
718  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
719  * this CPU.
720  */
721 static void
722 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
723 {
724         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
725         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
726
727         /*
728          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
729          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
730          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
731          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
732          *
733          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
734          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
735          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
736          * by the next RCU grace period.
737          */
738         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
739         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
740
741         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
742         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
743 }
744
745 /*
746  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
747  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
748  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
749  * be disabled.
750  */
751 static void
752 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
753         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
754 {
755         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
756         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
757
758         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp) || rsp->fqs_active) {
759                 if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
760                         rsp->fqs_need_gp = 1;
761                 if (rnp->completed == rsp->completed) {
762                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
763                         return;
764                 }
765                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
766
767                 /*
768                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
769                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
770                  * of the next grace period to process their callbacks.
771                  */
772                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
773                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
774                         rnp->completed = rsp->completed;
775                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
776                 }
777                 local_irq_restore(flags);
778                 return;
779         }
780
781         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
782         rsp->gpnum++;
783         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
784         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
785         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
786         record_gp_stall_check_time(rsp);
787
788         /* Special-case the common single-level case. */
789         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
790                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
791                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
792                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
793                 rnp->completed = rsp->completed;
794                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
795                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
796                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
797                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
798                 return;
799         }
800
801         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
802
803
804         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
805         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
806
807         /*
808          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
809          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
810          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
811          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
812          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
813          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
814          * grace period is in progress, at least until the corresponding
815          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
816          * CPU-hotplug operations.
817          *
818          * Note that the grace period cannot complete until we finish
819          * the initialization process, as there will be at least one
820          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
821          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
822          * irqs disabled.
823          */
824         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
825                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
826                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
827                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
828                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
829                 rnp->completed = rsp->completed;
830                 if (rnp == rdp->mynode)
831                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
832                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
833                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
834         }
835
836         rnp = rcu_get_root(rsp);
837         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
838         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
839         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
840         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
841 }
842
843 /*
844  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
845  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
846  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
847  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
848  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
849  */
850 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
851         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
852 {
853         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
854
855         /*
856          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
857          * is seen before the assignment to rsp->completed.
858          */
859         smp_mb(); /* See above block comment. */
860         rsp->completed = rsp->gpnum;
861         rsp->signaled = RCU_GP_IDLE;
862         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
863 }
864
865 /*
866  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
867  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
868  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
869  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
870  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
871  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
872  */
873 static void
874 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
875                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
876         __releases(rnp->lock)
877 {
878         struct rcu_node *rnp_c;
879
880         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
881         for (;;) {
882                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
883
884                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
885                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
886                         return;
887                 }
888                 rnp->qsmask &= ~mask;
889                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
890
891                         /* Other bits still set at this level, so done. */
892                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
893                         return;
894                 }
895                 mask = rnp->grpmask;
896                 if (rnp->parent == NULL) {
897
898                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
899
900                         break;
901                 }
902                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
903                 rnp_c = rnp;
904                 rnp = rnp->parent;
905                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
906                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
907         }
908
909         /*
910          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
911          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
912          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
913          */
914         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
915 }
916
917 /*
918  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
919  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
920  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
921  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
922  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
923  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
924  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
925  */
926 static void
927 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
928 {
929         unsigned long flags;
930         unsigned long mask;
931         struct rcu_node *rnp;
932
933         rnp = rdp->mynode;
934         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
935         if (lastcomp != rnp->completed) {
936
937                 /*
938                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
939                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
940                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
941                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
942                  * CPU's bit already cleared in rcu_report_qs_rnp() if this
943                  * race occurred.
944                  */
945                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
946                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
947                 return;
948         }
949         mask = rdp->grpmask;
950         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
951                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
952         } else {
953                 rdp->qs_pending = 0;
954
955                 /*
956                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
957                  * callbacks can be processed during the next GP.
958                  */
959                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
960
961                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
962         }
963 }
964
965 /*
966  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
967  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
968  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
969  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
970  */
971 static void
972 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
973 {
974         /* If there is now a new grace period, record and return. */
975         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
976                 return;
977
978         /*
979          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
980          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
981          */
982         if (!rdp->qs_pending)
983                 return;
984
985         /*
986          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
987          * period? If no, then exit and wait for the next call.
988          */
989         if (!rdp->passed_quiesc)
990                 return;
991
992         /*
993          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
994          * judge of that).
995          */
996         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
997 }
998
999 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1000
1001 /*
1002  * Move a dying CPU's RCU callbacks to online CPU's callback list.
1003  * Synchronization is not required because this function executes
1004  * in stop_machine() context.
1005  */
1006 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1007 {
1008         int i;
1009         /* current DYING CPU is cleared in the cpu_online_mask */
1010         int receive_cpu = cpumask_any(cpu_online_mask);
1011         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1012         struct rcu_data *receive_rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, receive_cpu);
1013
1014         if (rdp->nxtlist == NULL)
1015                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
1016
1017         *receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
1018         receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1019         receive_rdp->qlen += rdp->qlen;
1020         receive_rdp->n_cbs_adopted += rdp->qlen;
1021         rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1022
1023         rdp->nxtlist = NULL;
1024         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1025                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1026         rdp->qlen = 0;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
1031  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
1032  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1033  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1034  */
1035 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1036 {
1037         unsigned long flags;
1038         unsigned long mask;
1039         int need_report = 0;
1040         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1041         struct rcu_node *rnp;
1042         struct task_struct *t;
1043
1044         /* Stop the CPU's kthread. */
1045         t = per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu);
1046         if (t != NULL) {
1047                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) = NULL;
1048                 kthread_stop(t);
1049         }
1050
1051         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1052         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1053
1054         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1055         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
1056         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1057         do {
1058                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1059                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1060                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1061                         if (rnp != rdp->mynode)
1062                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1063                         break;
1064                 }
1065                 if (rnp == rdp->mynode)
1066                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1067                 else
1068                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1069                 mask = rnp->grpmask;
1070                 rnp = rnp->parent;
1071         } while (rnp != NULL);
1072
1073         /*
1074          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1075          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1076          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1077          * held leads to deadlock.
1078          */
1079         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1080         rnp = rdp->mynode;
1081         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1082                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1083         else
1084                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1085         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1086                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp);
1087
1088         /*
1089          * If there are no more online CPUs for this rcu_node structure,
1090          * kill the rcu_node structure's kthread.  Otherwise, adjust its
1091          * affinity.
1092          */
1093         t = rnp->node_kthread_task;
1094         if (t != NULL &&
1095             rnp->qsmaskinit == 0) {
1096                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1097                 rnp->node_kthread_task = NULL;
1098                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1099                 kthread_stop(t);
1100                 rcu_stop_boost_kthread(rnp);
1101         } else
1102                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp);
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
1107  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
1108  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
1109  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
1110  */
1111 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1112 {
1113         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
1114         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
1115         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
1116 }
1117
1118 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1119
1120 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1121 {
1122 }
1123
1124 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1125 {
1126 }
1127
1128 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1129
1130 /*
1131  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1132  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1133  */
1134 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1135 {
1136         unsigned long flags;
1137         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1138         int count;
1139
1140         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1141         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1142                 return;
1143
1144         /*
1145          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1146          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1147          */
1148         local_irq_save(flags);
1149         list = rdp->nxtlist;
1150         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1151         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1152         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1153         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1154                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1155                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1156         local_irq_restore(flags);
1157
1158         /* Invoke callbacks. */
1159         count = 0;
1160         while (list) {
1161                 next = list->next;
1162                 prefetch(next);
1163                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1164                 list->func(list);
1165                 list = next;
1166                 if (++count >= rdp->blimit)
1167                         break;
1168         }
1169
1170         local_irq_save(flags);
1171
1172         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1173         rdp->qlen -= count;
1174         rdp->n_cbs_invoked += count;
1175         if (list != NULL) {
1176                 *tail = rdp->nxtlist;
1177                 rdp->nxtlist = list;
1178                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1179                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1180                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1181                         else
1182                                 break;
1183         }
1184
1185         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1186         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1187                 rdp->blimit = blimit;
1188
1189         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1190         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1191                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1192                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1193         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1194                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1195
1196         local_irq_restore(flags);
1197
1198         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
1199         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1200                 invoke_rcu_cpu_kthread();
1201 }
1202
1203 /*
1204  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1205  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1206  * Also schedule the RCU softirq handler.
1207  *
1208  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1209  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1210  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1211  */
1212 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1213 {
1214         if (user ||
1215             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1216              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1217
1218                 /*
1219                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1220                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1221                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1222                  * a quiescent state, so note it.
1223                  *
1224                  * No memory barrier is required here because both
1225                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1226                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1227                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1228                  */
1229
1230                 rcu_sched_qs(cpu);
1231                 rcu_bh_qs(cpu);
1232
1233         } else if (!in_softirq()) {
1234
1235                 /*
1236                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1237                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1238                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1239                  * critical section, so note it.
1240                  */
1241
1242                 rcu_bh_qs(cpu);
1243         }
1244         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1245         if (rcu_pending(cpu))
1246                 invoke_rcu_cpu_kthread();
1247 }
1248
1249 #ifdef CONFIG_SMP
1250
1251 /*
1252  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1253  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1254  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1255  *
1256  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1257  */
1258 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1259 {
1260         unsigned long bit;
1261         int cpu;
1262         unsigned long flags;
1263         unsigned long mask;
1264         struct rcu_node *rnp;
1265
1266         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1267                 mask = 0;
1268                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1269                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1270                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1271                         return;
1272                 }
1273                 if (rnp->qsmask == 0) {
1274                         rcu_initiate_boost(rnp);
1275                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1276                         continue;
1277                 }
1278                 cpu = rnp->grplo;
1279                 bit = 1;
1280                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1281                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1282                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1283                                 mask |= bit;
1284                 }
1285                 if (mask != 0) {
1286
1287                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1288                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1289                         continue;
1290                 }
1291                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1292         }
1293         rnp = rcu_get_root(rsp);
1294         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1295         if (rnp->qsmask == 0)
1296                 rcu_initiate_boost(rnp);
1297         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1302  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1303  */
1304 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1305 {
1306         unsigned long flags;
1307         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1308
1309         if (!rcu_gp_in_progress(rsp))
1310                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1311         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1312                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1313                 return; /* Someone else is already on the job. */
1314         }
1315         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1316                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1317         rsp->n_force_qs++;
1318         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1319         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1320         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1321                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1322                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1323                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1324         }
1325         rsp->fqs_active = 1;
1326         switch (rsp->signaled) {
1327         case RCU_GP_IDLE:
1328         case RCU_GP_INIT:
1329
1330                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1331
1332         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1333                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1334                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1335
1336                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1337
1338                 /* Record dyntick-idle state. */
1339                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1340                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1341                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1342                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1343                 break;
1344
1345         case RCU_FORCE_QS:
1346
1347                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1348                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1349                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1350
1351                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1352
1353                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1354                 break;
1355         }
1356         rsp->fqs_active = 0;
1357         if (rsp->fqs_need_gp) {
1358                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1359                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1360                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1361                 return;
1362         }
1363         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1364 unlock_fqs_ret:
1365         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1366 }
1367
1368 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1369
1370 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1371 {
1372         set_need_resched();
1373 }
1374
1375 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1376
1377 /*
1378  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1379  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1380  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1381  */
1382 static void
1383 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1384 {
1385         unsigned long flags;
1386
1387         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1388
1389         /*
1390          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1391          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1392          */
1393         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1394                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1395
1396         /*
1397          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1398          * period that some other CPU ended.
1399          */
1400         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1401
1402         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1403         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1404
1405         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1406         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1407                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1408                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1409         }
1410
1411         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1412         rcu_do_batch(rsp, rdp);
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Do softirq processing for the current CPU.
1417  */
1418 static void rcu_process_callbacks(void)
1419 {
1420         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1421                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1422         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1423         rcu_preempt_process_callbacks();
1424
1425         /* If we are last CPU on way to dyntick-idle mode, accelerate it. */
1426         rcu_needs_cpu_flush();
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Wake up the current CPU's kthread.  This replaces raise_softirq()
1431  * in earlier versions of RCU.  Note that because we are running on
1432  * the current CPU with interrupts disabled, the rcu_cpu_kthread_task
1433  * cannot disappear out from under us.
1434  */
1435 static void invoke_rcu_cpu_kthread(void)
1436 {
1437         unsigned long flags;
1438         wait_queue_head_t *q;
1439         int cpu;
1440
1441         local_irq_save(flags);
1442         cpu = smp_processor_id();
1443         per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 1;
1444         if (per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) == NULL) {
1445                 local_irq_restore(flags);
1446                 return;
1447         }
1448         q = &per_cpu(rcu_cpu_wq, cpu);
1449         wake_up(q);
1450         local_irq_restore(flags);
1451 }
1452
1453 /*
1454  * Wake up the specified per-rcu_node-structure kthread.
1455  * The caller must hold ->lock.
1456  */
1457 static void invoke_rcu_node_kthread(struct rcu_node *rnp)
1458 {
1459         struct task_struct *t;
1460
1461         t = rnp->node_kthread_task;
1462         if (t != NULL)
1463                 wake_up_process(t);
1464 }
1465
1466 /*
1467  * Timer handler to initiate the waking up of per-CPU kthreads that
1468  * have yielded the CPU due to excess numbers of RCU callbacks.
1469  * We wake up the per-rcu_node kthread, which in turn will wake up
1470  * the booster kthread.
1471  */
1472 static void rcu_cpu_kthread_timer(unsigned long arg)
1473 {
1474         unsigned long flags;
1475         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, arg);
1476         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1477
1478         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1479         rnp->wakemask |= rdp->grpmask;
1480         invoke_rcu_node_kthread(rnp);
1481         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1482 }
1483
1484 /*
1485  * Drop to non-real-time priority and yield, but only after posting a
1486  * timer that will cause us to regain our real-time priority if we
1487  * remain preempted.  Either way, we restore our real-time priority
1488  * before returning.
1489  */
1490 static void rcu_yield(void (*f)(unsigned long), unsigned long arg)
1491 {
1492         struct sched_param sp;
1493         struct timer_list yield_timer;
1494
1495         setup_timer_on_stack(&yield_timer, f, arg);
1496         mod_timer(&yield_timer, jiffies + 2);
1497         sp.sched_priority = 0;
1498         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_NORMAL, &sp);
1499         schedule();
1500         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1501         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1502         del_timer(&yield_timer);
1503 }
1504
1505 /*
1506  * Handle cases where the rcu_cpu_kthread() ends up on the wrong CPU.
1507  * This can happen while the corresponding CPU is either coming online
1508  * or going offline.  We cannot wait until the CPU is fully online
1509  * before starting the kthread, because the various notifier functions
1510  * can wait for RCU grace periods.  So we park rcu_cpu_kthread() until
1511  * the corresponding CPU is online.
1512  *
1513  * Return 1 if the kthread needs to stop, 0 otherwise.
1514  *
1515  * Caller must disable bh.  This function can momentarily enable it.
1516  */
1517 static int rcu_cpu_kthread_should_stop(int cpu)
1518 {
1519         while (cpu_is_offline(cpu) ||
1520                !cpumask_equal(&current->cpus_allowed, cpumask_of(cpu)) ||
1521                smp_processor_id() != cpu) {
1522                 if (kthread_should_stop())
1523                         return 1;
1524                 local_bh_enable();
1525                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1526                 if (!cpumask_equal(&current->cpus_allowed, cpumask_of(cpu)))
1527                         set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(cpu));
1528                 local_bh_disable();
1529         }
1530         return 0;
1531 }
1532
1533 /*
1534  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1535  * earlier RCU softirq.
1536  */
1537 static int rcu_cpu_kthread(void *arg)
1538 {
1539         int cpu = (int)(long)arg;
1540         unsigned long flags;
1541         int spincnt = 0;
1542         wait_queue_head_t *wqp = &per_cpu(rcu_cpu_wq, cpu);
1543         char work;
1544         char *workp = &per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu);
1545
1546         for (;;) {
1547                 wait_event_interruptible(*wqp,
1548                                          *workp != 0 || kthread_should_stop());
1549                 local_bh_disable();
1550                 if (rcu_cpu_kthread_should_stop(cpu)) {
1551                         local_bh_enable();
1552                         break;
1553                 }
1554                 local_irq_save(flags);
1555                 work = *workp;
1556                 *workp = 0;
1557                 local_irq_restore(flags);
1558                 if (work)
1559                         rcu_process_callbacks();
1560                 local_bh_enable();
1561                 if (*workp != 0)
1562                         spincnt++;
1563                 else
1564                         spincnt = 0;
1565                 if (spincnt > 10) {
1566                         rcu_yield(rcu_cpu_kthread_timer, (unsigned long)cpu);
1567                         spincnt = 0;
1568                 }
1569         }
1570         return 0;
1571 }
1572
1573 /*
1574  * Spawn a per-CPU kthread, setting up affinity and priority.
1575  * Because the CPU hotplug lock is held, no other CPU will be attempting
1576  * to manipulate rcu_cpu_kthread_task.  There might be another CPU
1577  * attempting to access it during boot, but the locking in kthread_bind()
1578  * will enforce sufficient ordering.
1579  */
1580 static int __cpuinit rcu_spawn_one_cpu_kthread(int cpu)
1581 {
1582         struct sched_param sp;
1583         struct task_struct *t;
1584
1585         if (!rcu_kthreads_spawnable ||
1586             per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) != NULL)
1587                 return 0;
1588         t = kthread_create(rcu_cpu_kthread, (void *)(long)cpu, "rcuc%d", cpu);
1589         if (IS_ERR(t))
1590                 return PTR_ERR(t);
1591         kthread_bind(t, cpu);
1592         WARN_ON_ONCE(per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) != NULL);
1593         per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) = t;
1594         wake_up_process(t);
1595         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1596         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1597         return 0;
1598 }
1599
1600 /*
1601  * Per-rcu_node kthread, which is in charge of waking up the per-CPU
1602  * kthreads when needed.  We ignore requests to wake up kthreads
1603  * for offline CPUs, which is OK because force_quiescent_state()
1604  * takes care of this case.
1605  */
1606 static int rcu_node_kthread(void *arg)
1607 {
1608         int cpu;
1609         unsigned long flags;
1610         unsigned long mask;
1611         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1612         struct sched_param sp;
1613         struct task_struct *t;
1614
1615         for (;;) {
1616                 wait_event_interruptible(rnp->node_wq, rnp->wakemask != 0 ||
1617                                                        kthread_should_stop());
1618                 if (kthread_should_stop())
1619                         break;
1620                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1621                 mask = rnp->wakemask;
1622                 rnp->wakemask = 0;
1623                 rcu_initiate_boost(rnp);
1624                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1625                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1) {
1626                         if ((mask & 0x1) == 0)
1627                                 continue;
1628                         preempt_disable();
1629                         t = per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu);
1630                         if (!cpu_online(cpu) || t == NULL) {
1631                                 preempt_enable();
1632                                 continue;
1633                         }
1634                         per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 1;
1635                         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1636                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1637                         preempt_enable();
1638                 }
1639         }
1640         return 0;
1641 }
1642
1643 /*
1644  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1645  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1646  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1647  */
1648 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp)
1649 {
1650         cpumask_var_t cm;
1651         int cpu;
1652         unsigned long mask = rnp->qsmaskinit;
1653
1654         if (rnp->node_kthread_task == NULL || mask == 0)
1655                 return;
1656         if (!alloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1657                 return;
1658         cpumask_clear(cm);
1659         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1)
1660                 if (mask & 0x1)
1661                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1662         set_cpus_allowed_ptr(rnp->node_kthread_task, cm);
1663         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cm);
1664         free_cpumask_var(cm);
1665 }
1666
1667 /*
1668  * Spawn a per-rcu_node kthread, setting priority and affinity.
1669  * Called during boot before online/offline can happen, or, if
1670  * during runtime, with the main CPU-hotplug locks held.  So only
1671  * one of these can be executing at a time.
1672  */
1673 static int __cpuinit rcu_spawn_one_node_kthread(struct rcu_state *rsp,
1674                                                 struct rcu_node *rnp)
1675 {
1676         unsigned long flags;
1677         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1678         struct sched_param sp;
1679         struct task_struct *t;
1680
1681         if (!rcu_kthreads_spawnable ||
1682             rnp->qsmaskinit == 0)
1683                 return 0;
1684         if (rnp->node_kthread_task == NULL) {
1685                 t = kthread_create(rcu_node_kthread, (void *)rnp,
1686                                    "rcun%d", rnp_index);
1687                 if (IS_ERR(t))
1688                         return PTR_ERR(t);
1689                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1690                 rnp->node_kthread_task = t;
1691                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1692                 wake_up_process(t);
1693                 sp.sched_priority = 99;
1694                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1695         }
1696         return rcu_spawn_one_boost_kthread(rsp, rnp, rnp_index);
1697 }
1698
1699 /*
1700  * Spawn all kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1701  */
1702 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
1703 {
1704         int cpu;
1705         struct rcu_node *rnp;
1706
1707         rcu_kthreads_spawnable = 1;
1708         for_each_possible_cpu(cpu) {
1709                 init_waitqueue_head(&per_cpu(rcu_cpu_wq, cpu));
1710                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1711                 if (cpu_online(cpu))
1712                         (void)rcu_spawn_one_cpu_kthread(cpu);
1713         }
1714         rnp = rcu_get_root(rcu_state);
1715         init_waitqueue_head(&rnp->node_wq);
1716         rcu_init_boost_waitqueue(rnp);
1717         (void)rcu_spawn_one_node_kthread(rcu_state, rnp);
1718         if (NUM_RCU_NODES > 1)
1719                 rcu_for_each_leaf_node(rcu_state, rnp) {
1720                         init_waitqueue_head(&rnp->node_wq);
1721                         rcu_init_boost_waitqueue(rnp);
1722                         (void)rcu_spawn_one_node_kthread(rcu_state, rnp);
1723                 }
1724         return 0;
1725 }
1726 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);
1727
1728 static void
1729 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1730            struct rcu_state *rsp)
1731 {
1732         unsigned long flags;
1733         struct rcu_data *rdp;
1734
1735         debug_rcu_head_queue(head);
1736         head->func = func;
1737         head->next = NULL;
1738
1739         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1740
1741         /*
1742          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1743          * Note that we might see a beginning right after we see an
1744          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1745          * a quiescent state betweentimes.
1746          */
1747         local_irq_save(flags);
1748         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1749
1750         /* Add the callback to our list. */
1751         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1752         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1753
1754         /*
1755          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1756          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1757          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1758          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1759          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1760          */
1761         if (unlikely(++rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1762
1763                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1764                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1765                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1766
1767                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1768                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1769                         unsigned long nestflag;
1770                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1771
1772                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1773                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1774                 } else {
1775                         /* Give the grace period a kick. */
1776                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1777                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1778                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1779                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1780                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1781                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1782                 }
1783         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1784                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1785         local_irq_restore(flags);
1786 }
1787
1788 /*
1789  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1790  */
1791 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1792 {
1793         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1794 }
1795 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1796
1797 /*
1798  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1799  */
1800 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1801 {
1802         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1803 }
1804 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1805
1806 /**
1807  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1808  *
1809  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1810  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1811  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1812  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1813  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1814  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1815  * rcu_read_lock_sched().
1816  *
1817  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
1818  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
1819  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
1820  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
1821  * handlers can run in process context, and can block.
1822  *
1823  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
1824  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
1825  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
1826  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
1827  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
1828  */
1829 void synchronize_sched(void)
1830 {
1831         struct rcu_synchronize rcu;
1832
1833         if (rcu_blocking_is_gp())
1834                 return;
1835
1836         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
1837         init_completion(&rcu.completion);
1838         /* Will wake me after RCU finished. */
1839         call_rcu_sched(&rcu.head, wakeme_after_rcu);
1840         /* Wait for it. */
1841         wait_for_completion(&rcu.completion);
1842         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
1843 }
1844 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
1845
1846 /**
1847  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
1848  *
1849  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
1850  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
1851  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
1852  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
1853  * and may be nested.
1854  */
1855 void synchronize_rcu_bh(void)
1856 {
1857         struct rcu_synchronize rcu;
1858
1859         if (rcu_blocking_is_gp())
1860                 return;
1861
1862         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
1863         init_completion(&rcu.completion);
1864         /* Will wake me after RCU finished. */
1865         call_rcu_bh(&rcu.head, wakeme_after_rcu);
1866         /* Wait for it. */
1867         wait_for_completion(&rcu.completion);
1868         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
1869 }
1870 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
1871
1872 /*
1873  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1874  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1875  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1876  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1877  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1878  */
1879 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1880 {
1881         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1882
1883         rdp->n_rcu_pending++;
1884
1885         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1886         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1887
1888         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1889         if (rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesc) {
1890
1891                 /*
1892                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
1893                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
1894                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
1895                  */
1896                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1897                 if (!rdp->preemptable &&
1898                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
1899                                  jiffies))
1900                         set_need_resched();
1901         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesc) {
1902                 rdp->n_rp_report_qs++;
1903                 return 1;
1904         }
1905
1906         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1907         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1908                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1909                 return 1;
1910         }
1911
1912         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1913         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1914                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1915                 return 1;
1916         }
1917
1918         /* Has another RCU grace period completed?  */
1919         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1920                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1921                 return 1;
1922         }
1923
1924         /* Has a new RCU grace period started? */
1925         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1926                 rdp->n_rp_gp_started++;
1927                 return 1;
1928         }
1929
1930         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1931         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1932             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
1933                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1934                 return 1;
1935         }
1936
1937         /* nothing to do */
1938         rdp->n_rp_need_nothing++;
1939         return 0;
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1944  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1945  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1946  */
1947 static int rcu_pending(int cpu)
1948 {
1949         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1950                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1951                rcu_preempt_pending(cpu);
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1956  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1957  * 1 if so.
1958  */
1959 static int rcu_needs_cpu_quick_check(int cpu)
1960 {
1961         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1962         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1963                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1964                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1965 }
1966
1967 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1968 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1969 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1970 static struct completion rcu_barrier_completion;
1971
1972 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1973 {
1974         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1975                 complete(&rcu_barrier_completion);
1976 }
1977
1978 /*
1979  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1980  */
1981 static void rcu_barrier_func(void *type)
1982 {
1983         int cpu = smp_processor_id();
1984         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1985         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1986                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1987
1988         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1989         call_rcu_func = type;
1990         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1991 }
1992
1993 /*
1994  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1995  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1996  */
1997 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1998                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1999                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
2000 {
2001         BUG_ON(in_interrupt());
2002         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2003         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
2004         init_completion(&rcu_barrier_completion);
2005         /*
2006          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
2007          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
2008          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
2009          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
2010          * might complete its grace period before all of the other CPUs
2011          * did their increment, causing this function to return too
2012          * early.  Note that on_each_cpu() disables irqs, which prevents
2013          * any CPUs from coming online or going offline until each online
2014          * CPU has queued its RCU-barrier callback.
2015          */
2016         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
2017         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
2018         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
2019                 complete(&rcu_barrier_completion);
2020         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
2021         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
2022 }
2023
2024 /**
2025  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2026  */
2027 void rcu_barrier_bh(void)
2028 {
2029         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
2030 }
2031 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2032
2033 /**
2034  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2035  */
2036 void rcu_barrier_sched(void)
2037 {
2038         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
2039 }
2040 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2041
2042 /*
2043  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2044  */
2045 static void __init
2046 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2047 {
2048         unsigned long flags;
2049         int i;
2050         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2051         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2052
2053         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2054         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2055         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2056         rdp->nxtlist = NULL;
2057         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2058                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2059         rdp->qlen = 0;
2060 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2061         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2062 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
2063         rdp->cpu = cpu;
2064         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2065 }
2066
2067 /*
2068  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2069  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2070  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2071  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2072  */
2073 static void __cpuinit
2074 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
2075 {
2076         unsigned long flags;
2077         unsigned long mask;
2078         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2079         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2080
2081         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2082         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2083         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
2084         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
2085         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2086         rdp->preemptable = preemptable;
2087         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2088         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2089         rdp->blimit = blimit;
2090         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2091
2092         /*
2093          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2094          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2095          */
2096
2097         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2098         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2099
2100         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2101         rnp = rdp->mynode;
2102         mask = rdp->grpmask;
2103         do {
2104                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2105                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2106                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2107                 mask = rnp->grpmask;
2108                 if (rnp == rdp->mynode) {
2109                         rdp->gpnum = rnp->completed; /* if GP in progress... */
2110                         rdp->completed = rnp->completed;
2111                         rdp->passed_quiesc_completed = rnp->completed - 1;
2112                 }
2113                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2114                 rnp = rnp->parent;
2115         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2116
2117         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2118 }
2119
2120 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
2121 {
2122         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2123         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2124         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2125 }
2126
2127 static void __cpuinit rcu_online_kthreads(int cpu)
2128 {
2129         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2130         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2131
2132         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
2133         if (rcu_kthreads_spawnable) {
2134                 (void)rcu_spawn_one_cpu_kthread(cpu);
2135                 if (rnp->node_kthread_task == NULL)
2136                         (void)rcu_spawn_one_node_kthread(rcu_state, rnp);
2137         }
2138 }
2139
2140 /*
2141  * Handle CPU online/offline notification events.
2142  */
2143 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2144                                     unsigned long action, void *hcpu)
2145 {
2146         long cpu = (long)hcpu;
2147         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2148         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2149
2150         switch (action) {
2151         case CPU_UP_PREPARE:
2152         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2153                 rcu_online_cpu(cpu);
2154                 rcu_online_kthreads(cpu);
2155                 break;
2156         case CPU_ONLINE:
2157                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp);
2158                 break;
2159         case CPU_DYING:
2160         case CPU_DYING_FROZEN:
2161                 /*
2162                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2163                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2164                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2165                  */
2166                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_bh_state);
2167                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_sched_state);
2168                 rcu_preempt_send_cbs_to_online();
2169                 break;
2170         case CPU_DEAD:
2171         case CPU_DEAD_FROZEN:
2172         case CPU_UP_CANCELED:
2173         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2174                 rcu_offline_cpu(cpu);
2175                 break;
2176         default:
2177                 break;
2178         }
2179         return NOTIFY_OK;
2180 }
2181
2182 /*
2183  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2184  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2185  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2186  * task is booting the system).  After this function is called, the
2187  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2188  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2189  */
2190 void rcu_scheduler_starting(void)
2191 {
2192         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2193         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2194         rcu_scheduler_active = 1;
2195 }
2196
2197 /*
2198  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2199  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2200  */
2201 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2202 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2203 {
2204         int i;
2205
2206         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i > 0; i--)
2207                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2208         rsp->levelspread[0] = RCU_FANOUT_LEAF;
2209 }
2210 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2211 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2212 {
2213         int ccur;
2214         int cprv;
2215         int i;
2216
2217         cprv = NR_CPUS;
2218         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2219                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2220                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2221                 cprv = ccur;
2222         }
2223 }
2224 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2225
2226 /*
2227  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2228  */
2229 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2230                 struct rcu_data __percpu *rda)
2231 {
2232         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2233                                "rcu_node_level_1",
2234                                "rcu_node_level_2",
2235                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2236         int cpustride = 1;
2237         int i;
2238         int j;
2239         struct rcu_node *rnp;
2240
2241         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2242
2243         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2244
2245         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
2246                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2247         rcu_init_levelspread(rsp);
2248
2249         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2250
2251         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2252                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2253                 rnp = rsp->level[i];
2254                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2255                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2256                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2257                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2258                         rnp->gpnum = 0;
2259                         rnp->qsmask = 0;
2260                         rnp->qsmaskinit = 0;
2261                         rnp->grplo = j * cpustride;
2262                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2263                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2264                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2265                         if (i == 0) {
2266                                 rnp->grpnum = 0;
2267                                 rnp->grpmask = 0;
2268                                 rnp->parent = NULL;
2269                         } else {
2270                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2271                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2272                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2273                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2274                         }
2275                         rnp->level = i;
2276                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2277                 }
2278         }
2279
2280         rsp->rda = rda;
2281         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
2282         for_each_possible_cpu(i) {
2283                 while (i > rnp->grphi)
2284                         rnp++;
2285                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2286                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2287         }
2288 }
2289
2290 void __init rcu_init(void)
2291 {
2292         int cpu;
2293
2294         rcu_bootup_announce();
2295         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2296         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2297         __rcu_init_preempt();
2298
2299         /*
2300          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2301          * this is called early in boot, before either interrupts
2302          * or the scheduler are operational.
2303          */
2304         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2305         for_each_online_cpu(cpu)
2306                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2307         check_cpu_stall_init();
2308 }
2309
2310 #include "rcutree_plugin.h"