rcu: Fix idle-task checks
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53
54 #include "rcutree.h"
55 #include <trace/events/rcu.h>
56
57 #include "rcu.h"
58
59 /* Data structures. */
60
61 static struct lock_class_key rcu_node_class[NUM_RCU_LVLS];
62
63 #define RCU_STATE_INITIALIZER(structname) { \
64         .level = { &structname##_state.node[0] }, \
65         .levelcnt = { \
66                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
67                 NUM_RCU_LVL_1, \
68                 NUM_RCU_LVL_2, \
69                 NUM_RCU_LVL_3, \
70                 NUM_RCU_LVL_4, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
71         }, \
72         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
73         .gpnum = -300, \
74         .completed = -300, \
75         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.onofflock), \
76         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.fqslock), \
77         .n_force_qs = 0, \
78         .n_force_qs_ngp = 0, \
79         .name = #structname, \
80 }
81
82 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched);
83 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
84
85 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh);
86 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
87
88 static struct rcu_state *rcu_state;
89
90 /*
91  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
92  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
93  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
94  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
95  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
96  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
97  * positives from lockdep-RCU error checking.
98  */
99 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
100 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
101
102 /*
103  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
104  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
105  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
106  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
107  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
108  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
109  *
110  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
111  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
112  * a time.
113  */
114 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
115
116 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
117
118 /*
119  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
120  * handle all flavors of RCU.
121  */
122 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
123 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
124 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
125 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
126 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
127
128 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
129
130 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
131 static void invoke_rcu_core(void);
132 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
133
134 /*
135  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
136  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
137  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
138  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
139  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
140  * These variables enable correlating rcutorture output with the
141  * RCU tracing information.
142  */
143 unsigned long rcutorture_testseq;
144 unsigned long rcutorture_vernum;
145
146 /*
147  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
148  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
149  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
150  */
151 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
152 {
153         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
154 }
155
156 /*
157  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
158  * how many quiescent states passed, just if there was at least
159  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
160  * The caller must have disabled preemption.
161  */
162 void rcu_sched_qs(int cpu)
163 {
164         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
165
166         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
167         barrier();
168         if (rdp->passed_quiesce == 0)
169                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
170         rdp->passed_quiesce = 1;
171 }
172
173 void rcu_bh_qs(int cpu)
174 {
175         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
176
177         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
178         barrier();
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 /*
185  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
186  * and requires special handling for preemptible RCU.
187  * The caller must have disabled preemption.
188  */
189 void rcu_note_context_switch(int cpu)
190 {
191         trace_rcu_utilization("Start context switch");
192         rcu_sched_qs(cpu);
193         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
194         trace_rcu_utilization("End context switch");
195 }
196 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
197
198 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
199         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_NESTING,
200         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
201 };
202
203 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
204 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
205 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
206
207 module_param(blimit, int, 0);
208 module_param(qhimark, int, 0);
209 module_param(qlowmark, int, 0);
210
211 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
212 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
213
214 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
215 static int rcu_pending(int cpu);
216
217 /*
218  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
219  */
220 long rcu_batches_completed_sched(void)
221 {
222         return rcu_sched_state.completed;
223 }
224 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
225
226 /*
227  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
228  */
229 long rcu_batches_completed_bh(void)
230 {
231         return rcu_bh_state.completed;
232 }
233 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
234
235 /*
236  * Force a quiescent state for RCU BH.
237  */
238 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
239 {
240         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
241 }
242 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
243
244 /*
245  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
246  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
247  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
248  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
249  * store this state in rcutorture itself.
250  */
251 void rcutorture_record_test_transition(void)
252 {
253         rcutorture_testseq++;
254         rcutorture_vernum = 0;
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
257
258 /*
259  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
260  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
261  * messages.
262  */
263 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
264 {
265         rcutorture_vernum++;
266 }
267 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
268
269 /*
270  * Force a quiescent state for RCU-sched.
271  */
272 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
273 {
274         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
277
278 /*
279  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
280  */
281 static int
282 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
283 {
284         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
285 }
286
287 /*
288  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
289  */
290 static int
291 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
292 {
293         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
294 }
295
296 /*
297  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
298  */
299 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
300 {
301         return &rsp->node[0];
302 }
303
304 #ifdef CONFIG_SMP
305
306 /*
307  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
308  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
309  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
310  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
311  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
312  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
313  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
314  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
315  * each and every time we start a new grace period.
316  */
317 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
318 {
319         /*
320          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
321          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
322          */
323         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
324                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
325                 rdp->offline_fqs++;
326                 return 1;
327         }
328
329         /*
330          * The CPU is online, so send it a reschedule IPI.  This forces
331          * it through the scheduler, and (inefficiently) also handles cases
332          * where idle loops fail to inform RCU about the CPU being idle.
333          */
334         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
335                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
336         else
337                 set_need_resched();
338         rdp->resched_ipi++;
339         return 0;
340 }
341
342 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
343
344 /*
345  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
346  *
347  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
348  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
349  * The caller must have disabled interrupts.
350  */
351 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
352 {
353         if (rdtp->dynticks_nesting) {
354                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
355                 return;
356         }
357         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
358         if (current->pid != 0) {
359                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
360
361                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task",
362                                    oldval, rdtp->dynticks_nesting);
363                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
364                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
365                           current->pid, current->comm,
366                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
367         }
368         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
369         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
370         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
371         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
372         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
373         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
374 }
375
376 /**
377  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
378  *
379  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
380  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
381  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
382  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
383  *
384  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
385  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
386  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
387  */
388 void rcu_idle_enter(void)
389 {
390         unsigned long flags;
391         long long oldval;
392         struct rcu_dynticks *rdtp;
393
394         local_irq_save(flags);
395         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
396         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
397         rdtp->dynticks_nesting = 0;
398         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
399         local_irq_restore(flags);
400 }
401
402 /**
403  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
404  *
405  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
406  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
407  * sections can occur.
408  *
409  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
410  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
411  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
412  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
413  *
414  * Use things like work queues to work around this limitation.
415  *
416  * You have been warned.
417  */
418 void rcu_irq_exit(void)
419 {
420         unsigned long flags;
421         long long oldval;
422         struct rcu_dynticks *rdtp;
423
424         local_irq_save(flags);
425         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
426         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
427         rdtp->dynticks_nesting--;
428         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
429         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
430         local_irq_restore(flags);
431 }
432
433 /*
434  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
435  *
436  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
437  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
438  * The caller must have disabled interrupts.
439  */
440 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
441 {
442         if (oldval) {
443                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
444                 return;
445         }
446         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
447         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
448         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
449         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
450         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
451         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
452         if (current->pid != 0) {
453                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
454
455                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
456                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
457                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
458                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
459                           current->pid, current->comm,
460                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
461         }
462 }
463
464 /**
465  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
466  *
467  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
468  * read-side critical sections can occur.
469  *
470  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NESTING to
471  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
472  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
473  * now starting.
474  */
475 void rcu_idle_exit(void)
476 {
477         unsigned long flags;
478         struct rcu_dynticks *rdtp;
479         long long oldval;
480
481         local_irq_save(flags);
482         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
483         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
484         WARN_ON_ONCE(oldval != 0);
485         rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_NESTING;
486         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
487         local_irq_restore(flags);
488 }
489
490 /**
491  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
492  *
493  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
494  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
495  * sections can occur.
496  *
497  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
498  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
499  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
500  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
501  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
502  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
503  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
504  *
505  * Use things like work queues to work around this limitation.
506  *
507  * You have been warned.
508  */
509 void rcu_irq_enter(void)
510 {
511         unsigned long flags;
512         struct rcu_dynticks *rdtp;
513         long long oldval;
514
515         local_irq_save(flags);
516         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
517         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
518         rdtp->dynticks_nesting++;
519         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
520         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
521         local_irq_restore(flags);
522 }
523
524 /**
525  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
526  *
527  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
528  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
529  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
530  */
531 void rcu_nmi_enter(void)
532 {
533         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
534
535         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
536             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
537                 return;
538         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
539         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
540         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
541         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
542         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
543         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
544 }
545
546 /**
547  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
548  *
549  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
550  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
551  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
552  */
553 void rcu_nmi_exit(void)
554 {
555         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
556
557         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
558             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
559                 return;
560         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
561         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
562         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
563         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
564         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
565 }
566
567 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
568
569 /**
570  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
571  *
572  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
573  * or NMI handler, return true.
574  */
575 int rcu_is_cpu_idle(void)
576 {
577         int ret;
578
579         preempt_disable();
580         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
581         preempt_enable();
582         return ret;
583 }
584 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
585
586 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
587
588 /**
589  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
590  *
591  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
592  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
593  * disabled preemption.
594  */
595 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
596 {
597         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
598 }
599
600 #ifdef CONFIG_SMP
601
602 /*
603  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
604  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
605  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
606  */
607 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
608 {
609         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
610         return 0;
611 }
612
613 /*
614  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
615  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
616  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
617  * for this same CPU.
618  */
619 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
620 {
621         unsigned int curr;
622         unsigned int snap;
623
624         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
625         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
626
627         /*
628          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
629          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
630          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
631          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
632          * read-side critical section that started before the beginning
633          * of the current RCU grace period.
634          */
635         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
636                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
637                 rdp->dynticks_fqs++;
638                 return 1;
639         }
640
641         /* Go check for the CPU being offline. */
642         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
643 }
644
645 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
646
647 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
648
649 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
650 {
651         rsp->gp_start = jiffies;
652         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
653 }
654
655 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
656 {
657         int cpu;
658         long delta;
659         unsigned long flags;
660         int ndetected;
661         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
662
663         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
664
665         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
666         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
667         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
668                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
669                 return;
670         }
671         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
672
673         /*
674          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
675          * due to CPU offlining.
676          */
677         ndetected = rcu_print_task_stall(rnp);
678         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
679
680         /*
681          * OK, time to rat on our buddy...
682          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
683          * RCU CPU stall warnings.
684          */
685         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks: {",
686                rsp->name);
687         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
688                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
689                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
690                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
691                 if (rnp->qsmask == 0)
692                         continue;
693                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
694                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
695                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
696                                 ndetected++;
697                         }
698         }
699         printk("} (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
700                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
701         if (ndetected == 0)
702                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
703         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
704                 dump_stack();
705
706         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
707
708         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
709
710         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
711 }
712
713 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
714 {
715         unsigned long flags;
716         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
717
718         /*
719          * OK, time to rat on ourselves...
720          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
721          * RCU CPU stall warnings.
722          */
723         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stall on CPU %d (t=%lu jiffies)\n",
724                rsp->name, smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
725         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
726                 dump_stack();
727
728         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
729         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
730                 rsp->jiffies_stall =
731                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
732         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
733
734         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
735 }
736
737 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
738 {
739         unsigned long j;
740         unsigned long js;
741         struct rcu_node *rnp;
742
743         if (rcu_cpu_stall_suppress)
744                 return;
745         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
746         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
747         rnp = rdp->mynode;
748         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
749
750                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
751                 print_cpu_stall(rsp);
752
753         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
754                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
755
756                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
757                 print_other_cpu_stall(rsp);
758         }
759 }
760
761 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
762 {
763         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
764         return NOTIFY_DONE;
765 }
766
767 /**
768  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
769  *
770  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
771  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
772  * RCU grace periods.
773  *
774  * The caller must disable hard irqs.
775  */
776 void rcu_cpu_stall_reset(void)
777 {
778         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
779         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
780         rcu_preempt_stall_reset();
781 }
782
783 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
784         .notifier_call = rcu_panic,
785 };
786
787 static void __init check_cpu_stall_init(void)
788 {
789         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
790 }
791
792 /*
793  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
794  * This is used both when we started the grace period and when we notice
795  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
796  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
797  *  and must have irqs disabled.
798  */
799 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
800 {
801         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
802                 /*
803                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
804                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
805                  * go looking for one.
806                  */
807                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
808                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
809                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
810                         rdp->qs_pending = 1;
811                         rdp->passed_quiesce = 0;
812                 } else
813                         rdp->qs_pending = 0;
814         }
815 }
816
817 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
818 {
819         unsigned long flags;
820         struct rcu_node *rnp;
821
822         local_irq_save(flags);
823         rnp = rdp->mynode;
824         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
825             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
826                 local_irq_restore(flags);
827                 return;
828         }
829         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
830         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
831 }
832
833 /*
834  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
835  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
836  * on the CPU corresponding to rdp.
837  */
838 static int
839 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
840 {
841         unsigned long flags;
842         int ret = 0;
843
844         local_irq_save(flags);
845         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
846                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
847                 ret = 1;
848         }
849         local_irq_restore(flags);
850         return ret;
851 }
852
853 /*
854  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
855  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
856  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
857  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
858  */
859 static void
860 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
861 {
862         /* Did another grace period end? */
863         if (rdp->completed != rnp->completed) {
864
865                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
866                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
867                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
868                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
869
870                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
871                 rdp->completed = rnp->completed;
872                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
873
874                 /*
875                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
876                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
877                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
878                  * spurious new grace periods.  If another grace period
879                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
880                  * we will detect this later on.
881                  */
882                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
883                         rdp->gpnum = rdp->completed;
884
885                 /*
886                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
887                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
888                  */
889                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
890                         rdp->qs_pending = 0;
891         }
892 }
893
894 /*
895  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
896  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
897  * belongs.
898  */
899 static void
900 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
901 {
902         unsigned long flags;
903         struct rcu_node *rnp;
904
905         local_irq_save(flags);
906         rnp = rdp->mynode;
907         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
908             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
909                 local_irq_restore(flags);
910                 return;
911         }
912         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
913         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
914 }
915
916 /*
917  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
918  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
919  * this CPU.
920  */
921 static void
922 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
923 {
924         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
925         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
926
927         /*
928          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
929          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
930          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
931          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
932          *
933          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
934          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
935          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
936          * by the next RCU grace period.
937          */
938         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
939         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
940
941         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
942         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
943 }
944
945 /*
946  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
947  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
948  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
949  * be disabled.
950  */
951 static void
952 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
953         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
954 {
955         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
956         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
957
958         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
959             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
960                 /*
961                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
962                  * non-idle task or this CPU does not need another
963                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
964                  * period.
965                  */
966                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
967                 return;
968         }
969
970         if (rsp->fqs_active) {
971                 /*
972                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
973                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
974                  */
975                 rsp->fqs_need_gp = 1;
976                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
977                 return;
978         }
979
980         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
981         rsp->gpnum++;
982         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
983         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
984         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
985         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
986         record_gp_stall_check_time(rsp);
987
988         /* Special-case the common single-level case. */
989         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
990                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
991                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
992                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
993                 rnp->completed = rsp->completed;
994                 rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK */
995                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
996                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
997                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
998                                             rnp->level, rnp->grplo,
999                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1000                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1001                 return;
1002         }
1003
1004         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
1005
1006
1007         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1008         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
1009
1010         /*
1011          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1012          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1013          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
1014          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
1015          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
1016          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
1017          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1018          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1019          * CPU-hotplug operations.
1020          *
1021          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1022          * the initialization process, as there will be at least one
1023          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1024          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1025          * irqs disabled.
1026          */
1027         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1028                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1029                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1030                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1031                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1032                 rnp->completed = rsp->completed;
1033                 if (rnp == rdp->mynode)
1034                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1035                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1036                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1037                                             rnp->level, rnp->grplo,
1038                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1039                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1040         }
1041
1042         rnp = rcu_get_root(rsp);
1043         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1044         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1045         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1046         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1047 }
1048
1049 /*
1050  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1051  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1052  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1053  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1054  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1055  */
1056 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1057         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1058 {
1059         unsigned long gp_duration;
1060         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1061         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1062
1063         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1064
1065         /*
1066          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1067          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1068          */
1069         smp_mb(); /* See above block comment. */
1070         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1071         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1072                 rsp->gp_max = gp_duration;
1073
1074         /*
1075          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1076          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1077          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1078          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1079          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1080          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1081          *
1082          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1083          * care of this while initializing the next grace period.
1084          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1085          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1086          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1087          * completed.
1088          */
1089         rcu_schedule_wake_gp_end();
1090         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1091                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1092
1093                 /*
1094                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1095                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1096                  * of the next grace period to process their callbacks.
1097                  */
1098                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1099                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1100                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1101                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1102                 }
1103                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1104                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1105         }
1106
1107         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1108         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1109         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1110         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1111 }
1112
1113 /*
1114  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1115  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1116  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1117  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1118  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1119  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1120  */
1121 static void
1122 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1123                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1124         __releases(rnp->lock)
1125 {
1126         struct rcu_node *rnp_c;
1127
1128         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1129         for (;;) {
1130                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1131
1132                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1133                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1134                         return;
1135                 }
1136                 rnp->qsmask &= ~mask;
1137                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1138                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1139                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1140                                                  !!rnp->gp_tasks);
1141                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1142
1143                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1144                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1145                         return;
1146                 }
1147                 mask = rnp->grpmask;
1148                 if (rnp->parent == NULL) {
1149
1150                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1151
1152                         break;
1153                 }
1154                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1155                 rnp_c = rnp;
1156                 rnp = rnp->parent;
1157                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1158                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1159         }
1160
1161         /*
1162          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1163          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1164          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1165          */
1166         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1167 }
1168
1169 /*
1170  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1171  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1172  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1173  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1174  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1175  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1176  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1177  */
1178 static void
1179 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1180 {
1181         unsigned long flags;
1182         unsigned long mask;
1183         struct rcu_node *rnp;
1184
1185         rnp = rdp->mynode;
1186         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1187         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1188
1189                 /*
1190                  * The grace period in which this quiescent state was
1191                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1192                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1193                  * within the current grace period.
1194                  */
1195                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1196                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1197                 return;
1198         }
1199         mask = rdp->grpmask;
1200         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1201                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1202         } else {
1203                 rdp->qs_pending = 0;
1204
1205                 /*
1206                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1207                  * callbacks can be processed during the next GP.
1208                  */
1209                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1210
1211                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1212         }
1213 }
1214
1215 /*
1216  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1217  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1218  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1219  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1220  */
1221 static void
1222 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1223 {
1224         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1225         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1226                 return;
1227
1228         /*
1229          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1230          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1231          */
1232         if (!rdp->qs_pending)
1233                 return;
1234
1235         /*
1236          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1237          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1238          */
1239         if (!rdp->passed_quiesce)
1240                 return;
1241
1242         /*
1243          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1244          * judge of that).
1245          */
1246         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1247 }
1248
1249 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1250
1251 /*
1252  * Move a dying CPU's RCU callbacks to online CPU's callback list.
1253  * Synchronization is not required because this function executes
1254  * in stop_machine() context.
1255  */
1256 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1257 {
1258         int i;
1259         /* current DYING CPU is cleared in the cpu_online_mask */
1260         int receive_cpu = cpumask_any(cpu_online_mask);
1261         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1262         struct rcu_data *receive_rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, receive_cpu);
1263
1264         if (rdp->nxtlist == NULL)
1265                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
1266
1267         *receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
1268         receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1269         receive_rdp->qlen += rdp->qlen;
1270         receive_rdp->n_cbs_adopted += rdp->qlen;
1271         rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1272
1273         rdp->nxtlist = NULL;
1274         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1275                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1276         rdp->qlen = 0;
1277 }
1278
1279 /*
1280  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
1281  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
1282  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1283  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1284  */
1285 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1286 {
1287         unsigned long flags;
1288         unsigned long mask;
1289         int need_report = 0;
1290         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1291         struct rcu_node *rnp;
1292
1293         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1294
1295         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1296         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1297
1298         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1299         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
1300         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1301         do {
1302                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1303                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1304                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1305                         if (rnp != rdp->mynode)
1306                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1307                         else
1308                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1309                                                        rnp->gpnum + 1 -
1310                                                        !!(rnp->qsmask & mask),
1311                                                        "cpuofl");
1312                         break;
1313                 }
1314                 if (rnp == rdp->mynode) {
1315                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1316                                                rnp->gpnum + 1 -
1317                                                !!(rnp->qsmask & mask),
1318                                                "cpuofl");
1319                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1320                 } else
1321                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1322                 mask = rnp->grpmask;
1323                 rnp = rnp->parent;
1324         } while (rnp != NULL);
1325
1326         /*
1327          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1328          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1329          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1330          * held leads to deadlock.
1331          */
1332         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1333         rnp = rdp->mynode;
1334         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1335                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1336         else
1337                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1338         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1339                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1340         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
1345  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
1346  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
1347  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
1348  */
1349 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1350 {
1351         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
1352         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
1353         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
1354 }
1355
1356 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1357
1358 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1359 {
1360 }
1361
1362 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1363 {
1364 }
1365
1366 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1367
1368 /*
1369  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1370  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1371  */
1372 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1373 {
1374         unsigned long flags;
1375         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1376         int bl, count;
1377
1378         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1379         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1380                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, 0, 0);
1381                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0);
1382                 return;
1383         }
1384
1385         /*
1386          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1387          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1388          */
1389         local_irq_save(flags);
1390         bl = rdp->blimit;
1391         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen, bl);
1392         list = rdp->nxtlist;
1393         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1394         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1395         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1396         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1397                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1398                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1399         local_irq_restore(flags);
1400
1401         /* Invoke callbacks. */
1402         count = 0;
1403         while (list) {
1404                 next = list->next;
1405                 prefetch(next);
1406                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1407                 __rcu_reclaim(rsp->name, list);
1408                 list = next;
1409                 if (++count >= bl)
1410                         break;
1411         }
1412
1413         local_irq_save(flags);
1414         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count);
1415
1416         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1417         rdp->qlen -= count;
1418         rdp->n_cbs_invoked += count;
1419         if (list != NULL) {
1420                 *tail = rdp->nxtlist;
1421                 rdp->nxtlist = list;
1422                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1423                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1424                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1425                         else
1426                                 break;
1427         }
1428
1429         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1430         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1431                 rdp->blimit = blimit;
1432
1433         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1434         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1435                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1436                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1437         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1438                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1439
1440         local_irq_restore(flags);
1441
1442         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1443         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1444                 invoke_rcu_core();
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1449  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1450  * Also schedule RCU core processing.
1451  *
1452  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1453  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1454  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1455  */
1456 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1457 {
1458         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1459         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1460
1461                 /*
1462                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1463                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1464                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1465                  * a quiescent state, so note it.
1466                  *
1467                  * No memory barrier is required here because both
1468                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1469                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1470                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1471                  */
1472
1473                 rcu_sched_qs(cpu);
1474                 rcu_bh_qs(cpu);
1475
1476         } else if (!in_softirq()) {
1477
1478                 /*
1479                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1480                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1481                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1482                  * critical section, so note it.
1483                  */
1484
1485                 rcu_bh_qs(cpu);
1486         }
1487         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1488         if (rcu_pending(cpu))
1489                 invoke_rcu_core();
1490         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1491 }
1492
1493 #ifdef CONFIG_SMP
1494
1495 /*
1496  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1497  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1498  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1499  *
1500  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1501  */
1502 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1503 {
1504         unsigned long bit;
1505         int cpu;
1506         unsigned long flags;
1507         unsigned long mask;
1508         struct rcu_node *rnp;
1509
1510         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1511                 mask = 0;
1512                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1513                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1514                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1515                         return;
1516                 }
1517                 if (rnp->qsmask == 0) {
1518                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1519                         continue;
1520                 }
1521                 cpu = rnp->grplo;
1522                 bit = 1;
1523                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1524                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1525                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1526                                 mask |= bit;
1527                 }
1528                 if (mask != 0) {
1529
1530                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1531                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1532                         continue;
1533                 }
1534                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1535         }
1536         rnp = rcu_get_root(rsp);
1537         if (rnp->qsmask == 0) {
1538                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1539                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1540         }
1541 }
1542
1543 /*
1544  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1545  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1546  */
1547 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1548 {
1549         unsigned long flags;
1550         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1551
1552         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1553         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1554                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1555                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1556         }
1557         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1558                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1559                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1560                 return; /* Someone else is already on the job. */
1561         }
1562         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1563                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1564         rsp->n_force_qs++;
1565         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1566         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1567         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1568                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1569                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1570                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1571         }
1572         rsp->fqs_active = 1;
1573         switch (rsp->fqs_state) {
1574         case RCU_GP_IDLE:
1575         case RCU_GP_INIT:
1576
1577                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1578
1579         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1580                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1581                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1582
1583                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1584
1585                 /* Record dyntick-idle state. */
1586                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1587                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1588                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1589                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1590                 break;
1591
1592         case RCU_FORCE_QS:
1593
1594                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1595                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1596                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1597
1598                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1599
1600                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1601                 break;
1602         }
1603         rsp->fqs_active = 0;
1604         if (rsp->fqs_need_gp) {
1605                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1606                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1607                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1608                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1609                 return;
1610         }
1611         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1612 unlock_fqs_ret:
1613         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1614         trace_rcu_utilization("End fqs");
1615 }
1616
1617 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1618
1619 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1620 {
1621         set_need_resched();
1622 }
1623
1624 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1625
1626 /*
1627  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1628  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1629  * whom the rdp belongs.
1630  */
1631 static void
1632 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1633 {
1634         unsigned long flags;
1635
1636         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1637
1638         /*
1639          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1640          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1641          */
1642         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1643                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1644
1645         /*
1646          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1647          * period that some other CPU ended.
1648          */
1649         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1650
1651         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1652         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1653
1654         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1655         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1656                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1657                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1658         }
1659
1660         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1661         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1662                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Do RCU core processing for the current CPU.
1667  */
1668 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1669 {
1670         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1671         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1672                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1673         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1674         rcu_preempt_process_callbacks();
1675         rcu_wake_cpus_for_gp_end();
1676         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1677 }
1678
1679 /*
1680  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1681  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1682  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1683  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1684  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1685  */
1686 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1687 {
1688         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1689                 return;
1690         if (likely(!rsp->boost)) {
1691                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1692                 return;
1693         }
1694         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1695 }
1696
1697 static void invoke_rcu_core(void)
1698 {
1699         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1700 }
1701
1702 static void
1703 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1704            struct rcu_state *rsp)
1705 {
1706         unsigned long flags;
1707         struct rcu_data *rdp;
1708
1709         debug_rcu_head_queue(head);
1710         head->func = func;
1711         head->next = NULL;
1712
1713         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1714
1715         /*
1716          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1717          * Note that we might see a beginning right after we see an
1718          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1719          * a quiescent state betweentimes.
1720          */
1721         local_irq_save(flags);
1722         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1723
1724         /* Add the callback to our list. */
1725         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1726         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1727         rdp->qlen++;
1728
1729         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1730                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1731                                          rdp->qlen);
1732         else
1733                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen);
1734
1735         /* If interrupts were disabled, don't dive into RCU core. */
1736         if (irqs_disabled_flags(flags)) {
1737                 local_irq_restore(flags);
1738                 return;
1739         }
1740
1741         /*
1742          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1743          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1744          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1745          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1746          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1747          */
1748         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1749
1750                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1751                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1752                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1753
1754                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1755                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1756                         unsigned long nestflag;
1757                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1758
1759                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1760                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1761                 } else {
1762                         /* Give the grace period a kick. */
1763                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1764                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1765                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1766                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1767                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1768                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1769                 }
1770         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1771                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1772         local_irq_restore(flags);
1773 }
1774
1775 /*
1776  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1777  */
1778 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1779 {
1780         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1781 }
1782 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1783
1784 /*
1785  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1786  */
1787 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1788 {
1789         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1790 }
1791 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1792
1793 /**
1794  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1795  *
1796  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1797  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1798  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1799  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1800  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1801  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1802  * rcu_read_lock_sched().
1803  *
1804  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
1805  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
1806  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
1807  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
1808  * handlers can run in process context, and can block.
1809  *
1810  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
1811  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
1812  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
1813  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
1814  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
1815  */
1816 void synchronize_sched(void)
1817 {
1818         if (rcu_blocking_is_gp())
1819                 return;
1820         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
1821 }
1822 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
1823
1824 /**
1825  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
1826  *
1827  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
1828  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
1829  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
1830  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
1831  * and may be nested.
1832  */
1833 void synchronize_rcu_bh(void)
1834 {
1835         if (rcu_blocking_is_gp())
1836                 return;
1837         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
1838 }
1839 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
1840
1841 /*
1842  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1843  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1844  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1845  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1846  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1847  */
1848 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1849 {
1850         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1851
1852         rdp->n_rcu_pending++;
1853
1854         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1855         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1856
1857         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1858         if (rcu_scheduler_fully_active &&
1859             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
1860
1861                 /*
1862                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
1863                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
1864                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
1865                  */
1866                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1867                 if (!rdp->preemptible &&
1868                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
1869                                  jiffies))
1870                         set_need_resched();
1871         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
1872                 rdp->n_rp_report_qs++;
1873                 return 1;
1874         }
1875
1876         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1877         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1878                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1879                 return 1;
1880         }
1881
1882         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1883         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1884                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1885                 return 1;
1886         }
1887
1888         /* Has another RCU grace period completed?  */
1889         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1890                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1891                 return 1;
1892         }
1893
1894         /* Has a new RCU grace period started? */
1895         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1896                 rdp->n_rp_gp_started++;
1897                 return 1;
1898         }
1899
1900         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1901         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1902             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
1903                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1904                 return 1;
1905         }
1906
1907         /* nothing to do */
1908         rdp->n_rp_need_nothing++;
1909         return 0;
1910 }
1911
1912 /*
1913  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1914  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1915  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1916  */
1917 static int rcu_pending(int cpu)
1918 {
1919         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1920                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1921                rcu_preempt_pending(cpu);
1922 }
1923
1924 /*
1925  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1926  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1927  * 1 if so.
1928  */
1929 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
1930 {
1931         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1932         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1933                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1934                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1935 }
1936
1937 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1938 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1939 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1940 static struct completion rcu_barrier_completion;
1941
1942 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1943 {
1944         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1945                 complete(&rcu_barrier_completion);
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1950  */
1951 static void rcu_barrier_func(void *type)
1952 {
1953         int cpu = smp_processor_id();
1954         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1955         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1956                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1957
1958         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1959         call_rcu_func = type;
1960         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1961 }
1962
1963 /*
1964  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1965  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1966  */
1967 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1968                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1969                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1970 {
1971         BUG_ON(in_interrupt());
1972         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1973         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1974         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1975         /*
1976          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1977          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1978          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1979          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1980          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1981          * did their increment, causing this function to return too
1982          * early.  Note that on_each_cpu() disables irqs, which prevents
1983          * any CPUs from coming online or going offline until each online
1984          * CPU has queued its RCU-barrier callback.
1985          */
1986         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1987         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1988         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1989                 complete(&rcu_barrier_completion);
1990         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1991         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1992 }
1993
1994 /**
1995  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1996  */
1997 void rcu_barrier_bh(void)
1998 {
1999         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
2000 }
2001 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2002
2003 /**
2004  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2005  */
2006 void rcu_barrier_sched(void)
2007 {
2008         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
2009 }
2010 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2011
2012 /*
2013  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2014  */
2015 static void __init
2016 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2017 {
2018         unsigned long flags;
2019         int i;
2020         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2021         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2022
2023         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2024         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2025         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2026         rdp->nxtlist = NULL;
2027         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2028                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2029         rdp->qlen = 0;
2030         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2031         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_NESTING);
2032         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2033         rdp->cpu = cpu;
2034         rdp->rsp = rsp;
2035         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2036 }
2037
2038 /*
2039  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2040  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2041  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2042  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2043  */
2044 static void __cpuinit
2045 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2046 {
2047         unsigned long flags;
2048         unsigned long mask;
2049         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2050         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2051
2052         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2053         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2054         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2055         rdp->preemptible = preemptible;
2056         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2057         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2058         rdp->blimit = blimit;
2059         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_NESTING);
2060         WARN_ON_ONCE((atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & 0x1) != 1);
2061         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2062
2063         /*
2064          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2065          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2066          */
2067
2068         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2069         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2070
2071         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2072         rnp = rdp->mynode;
2073         mask = rdp->grpmask;
2074         do {
2075                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2076                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2077                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2078                 mask = rnp->grpmask;
2079                 if (rnp == rdp->mynode) {
2080                         /*
2081                          * If there is a grace period in progress, we will
2082                          * set up to wait for it next time we run the
2083                          * RCU core code.
2084                          */
2085                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2086                         rdp->completed = rnp->completed;
2087                         rdp->passed_quiesce = 0;
2088                         rdp->qs_pending = 0;
2089                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2090                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2091                 }
2092                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2093                 rnp = rnp->parent;
2094         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2095
2096         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2097 }
2098
2099 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2100 {
2101         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2102         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2103         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2104 }
2105
2106 /*
2107  * Handle CPU online/offline notification events.
2108  */
2109 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2110                                     unsigned long action, void *hcpu)
2111 {
2112         long cpu = (long)hcpu;
2113         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2114         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2115
2116         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2117         switch (action) {
2118         case CPU_UP_PREPARE:
2119         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2120                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2121                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2122                 break;
2123         case CPU_ONLINE:
2124         case CPU_DOWN_FAILED:
2125                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2126                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2127                 break;
2128         case CPU_DOWN_PREPARE:
2129                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2130                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2131                 break;
2132         case CPU_DYING:
2133         case CPU_DYING_FROZEN:
2134                 /*
2135                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2136                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2137                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2138                  */
2139                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_bh_state);
2140                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_sched_state);
2141                 rcu_preempt_send_cbs_to_online();
2142                 break;
2143         case CPU_DEAD:
2144         case CPU_DEAD_FROZEN:
2145         case CPU_UP_CANCELED:
2146         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2147                 rcu_offline_cpu(cpu);
2148                 break;
2149         default:
2150                 break;
2151         }
2152         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2153         return NOTIFY_OK;
2154 }
2155
2156 /*
2157  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2158  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2159  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2160  * task is booting the system).  After this function is called, the
2161  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2162  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2163  */
2164 void rcu_scheduler_starting(void)
2165 {
2166         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2167         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2168         rcu_scheduler_active = 1;
2169 }
2170
2171 /*
2172  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2173  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2174  */
2175 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2176 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2177 {
2178         int i;
2179
2180         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i > 0; i--)
2181                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2182         rsp->levelspread[0] = RCU_FANOUT_LEAF;
2183 }
2184 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2185 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2186 {
2187         int ccur;
2188         int cprv;
2189         int i;
2190
2191         cprv = NR_CPUS;
2192         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2193                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2194                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2195                 cprv = ccur;
2196         }
2197 }
2198 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2199
2200 /*
2201  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2202  */
2203 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2204                 struct rcu_data __percpu *rda)
2205 {
2206         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2207                                "rcu_node_level_1",
2208                                "rcu_node_level_2",
2209                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2210         int cpustride = 1;
2211         int i;
2212         int j;
2213         struct rcu_node *rnp;
2214
2215         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2216
2217         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2218
2219         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
2220                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2221         rcu_init_levelspread(rsp);
2222
2223         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2224
2225         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2226                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2227                 rnp = rsp->level[i];
2228                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2229                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2230                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2231                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2232                         rnp->gpnum = 0;
2233                         rnp->qsmask = 0;
2234                         rnp->qsmaskinit = 0;
2235                         rnp->grplo = j * cpustride;
2236                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2237                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2238                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2239                         if (i == 0) {
2240                                 rnp->grpnum = 0;
2241                                 rnp->grpmask = 0;
2242                                 rnp->parent = NULL;
2243                         } else {
2244                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2245                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2246                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2247                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2248                         }
2249                         rnp->level = i;
2250                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2251                 }
2252         }
2253
2254         rsp->rda = rda;
2255         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
2256         for_each_possible_cpu(i) {
2257                 while (i > rnp->grphi)
2258                         rnp++;
2259                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2260                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2261         }
2262 }
2263
2264 void __init rcu_init(void)
2265 {
2266         int cpu;
2267
2268         rcu_bootup_announce();
2269         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2270         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2271         __rcu_init_preempt();
2272          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2273
2274         /*
2275          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2276          * this is called early in boot, before either interrupts
2277          * or the scheduler are operational.
2278          */
2279         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2280         for_each_online_cpu(cpu)
2281                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2282         check_cpu_stall_init();
2283 }
2284
2285 #include "rcutree_plugin.h"