rcu: Fix synchronization for rcu_process_gp_end() uses of ->completed counter
[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 <asm/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49
50 #include "rcutree.h"
51
52 /* Data structures. */
53
54 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
55         .level = { &name.node[0] }, \
56         .levelcnt = { \
57                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
58                 NUM_RCU_LVL_1, \
59                 NUM_RCU_LVL_2, \
60                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
61         }, \
62         .signaled = RCU_GP_IDLE, \
63         .gpnum = -300, \
64         .completed = -300, \
65         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
66         .orphan_cbs_list = NULL, \
67         .orphan_cbs_tail = &name.orphan_cbs_list, \
68         .orphan_qlen = 0, \
69         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
70         .n_force_qs = 0, \
71         .n_force_qs_ngp = 0, \
72 }
73
74 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
75 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
76
77 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
78 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
79
80
81 /*
82  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
83  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
84  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
85  */
86 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
87 {
88         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
89 }
90
91 /*
92  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
93  * how many quiescent states passed, just if there was at least
94  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
95  */
96 void rcu_sched_qs(int cpu)
97 {
98         struct rcu_data *rdp;
99
100         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
101         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
102         barrier();
103         rdp->passed_quiesc = 1;
104         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
105 }
106
107 void rcu_bh_qs(int cpu)
108 {
109         struct rcu_data *rdp;
110
111         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
112         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
113         barrier();
114         rdp->passed_quiesc = 1;
115 }
116
117 #ifdef CONFIG_NO_HZ
118 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
119         .dynticks_nesting = 1,
120         .dynticks = 1,
121 };
122 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
123
124 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
125 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
126 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
127
128 module_param(blimit, int, 0);
129 module_param(qhimark, int, 0);
130 module_param(qlowmark, int, 0);
131
132 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
133 static int rcu_pending(int cpu);
134
135 /*
136  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
137  */
138 long rcu_batches_completed_sched(void)
139 {
140         return rcu_sched_state.completed;
141 }
142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
143
144 /*
145  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
146  */
147 long rcu_batches_completed_bh(void)
148 {
149         return rcu_bh_state.completed;
150 }
151 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
152
153 /*
154  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
155  */
156 static int
157 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
158 {
159         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
160 }
161
162 /*
163  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
164  */
165 static int
166 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
167 {
168         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
169 }
170
171 /*
172  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
173  */
174 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
175 {
176         return &rsp->node[0];
177 }
178
179 /*
180  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
181  * dynticks counter manipulations and CPU-offline checks.  Specify
182  * "rsp->completed - 1" to unconditionally invalidate any future dynticks
183  * manipulations and CPU-offline checks.  Such invalidation is useful at
184  * the beginning of a grace period.
185  */
186 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
187 {
188         rsp->dynticks_completed = comp;
189 }
190
191 #ifdef CONFIG_SMP
192
193 /*
194  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
195  */
196 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
197 {
198         return rsp->dynticks_completed;
199 }
200
201 /*
202  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
203  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
204  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
205  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
206  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
207  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
208  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
209  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
210  * each and every time we start a new grace period.
211  */
212 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
213 {
214         /*
215          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
216          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
217          */
218         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
219                 rdp->offline_fqs++;
220                 return 1;
221         }
222
223         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
224         if (rdp->preemptable)
225                 return 0;
226
227         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
228         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
229                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
230         else
231                 set_need_resched();
232         rdp->resched_ipi++;
233         return 0;
234 }
235
236 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
237
238 #ifdef CONFIG_NO_HZ
239
240 /**
241  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
242  *
243  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
244  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
245  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
246  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
247  */
248 void rcu_enter_nohz(void)
249 {
250         unsigned long flags;
251         struct rcu_dynticks *rdtp;
252
253         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
254         local_irq_save(flags);
255         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
256         rdtp->dynticks++;
257         rdtp->dynticks_nesting--;
258         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
259         local_irq_restore(flags);
260 }
261
262 /*
263  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
264  *
265  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
266  * read-side critical sections normally occur.
267  */
268 void rcu_exit_nohz(void)
269 {
270         unsigned long flags;
271         struct rcu_dynticks *rdtp;
272
273         local_irq_save(flags);
274         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
275         rdtp->dynticks++;
276         rdtp->dynticks_nesting++;
277         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
278         local_irq_restore(flags);
279         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
280 }
281
282 /**
283  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
284  *
285  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
286  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
287  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
288  */
289 void rcu_nmi_enter(void)
290 {
291         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
292
293         if (rdtp->dynticks & 0x1)
294                 return;
295         rdtp->dynticks_nmi++;
296         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
297         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
298 }
299
300 /**
301  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
302  *
303  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
304  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
305  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
306  */
307 void rcu_nmi_exit(void)
308 {
309         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
310
311         if (rdtp->dynticks & 0x1)
312                 return;
313         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
314         rdtp->dynticks_nmi++;
315         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
316 }
317
318 /**
319  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
320  *
321  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
322  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
323  */
324 void rcu_irq_enter(void)
325 {
326         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
327
328         if (rdtp->dynticks_nesting++)
329                 return;
330         rdtp->dynticks++;
331         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
332         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
333 }
334
335 /**
336  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
337  *
338  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
339  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
340  * with no ticks.
341  */
342 void rcu_irq_exit(void)
343 {
344         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
345
346         if (--rdtp->dynticks_nesting)
347                 return;
348         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
349         rdtp->dynticks++;
350         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
351
352         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
353         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
354             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
355                 set_need_resched();
356 }
357
358 #ifdef CONFIG_SMP
359
360 /*
361  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
362  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
363  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
364  */
365 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
366 {
367         int ret;
368         int snap;
369         int snap_nmi;
370
371         snap = rdp->dynticks->dynticks;
372         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
373         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
374         rdp->dynticks_snap = snap;
375         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
376         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
377         if (ret)
378                 rdp->dynticks_fqs++;
379         return ret;
380 }
381
382 /*
383  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
384  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
385  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
386  * for this same CPU.
387  */
388 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
389 {
390         long curr;
391         long curr_nmi;
392         long snap;
393         long snap_nmi;
394
395         curr = rdp->dynticks->dynticks;
396         snap = rdp->dynticks_snap;
397         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
398         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
399         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
400
401         /*
402          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
403          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
404          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
405          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
406          * read-side critical section that started before the beginning
407          * of the current RCU grace period.
408          */
409         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
410             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
411                 rdp->dynticks_fqs++;
412                 return 1;
413         }
414
415         /* Go check for the CPU being offline. */
416         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
417 }
418
419 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
420
421 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
422
423 #ifdef CONFIG_SMP
424
425 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
426 {
427         return 0;
428 }
429
430 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
431 {
432         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
433 }
434
435 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
436
437 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
438
439 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
440
441 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
442 {
443         rsp->gp_start = jiffies;
444         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
445 }
446
447 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
448 {
449         int cpu;
450         long delta;
451         unsigned long flags;
452         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
453
454         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
455
456         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
457         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
458         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
459                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
460                 return;
461         }
462         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
463
464         /*
465          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
466          * due to CPU offlining.
467          */
468         rcu_print_task_stall(rnp);
469         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
470
471         /* OK, time to rat on our buddy... */
472
473         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
474         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
475                 rcu_print_task_stall(rnp);
476                 if (rnp->qsmask == 0)
477                         continue;
478                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
479                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
480                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
481         }
482         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
483                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
484         trigger_all_cpu_backtrace();
485
486         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
487 }
488
489 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
490 {
491         unsigned long flags;
492         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
493
494         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
495                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
496         trigger_all_cpu_backtrace();
497
498         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
499         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
500                 rsp->jiffies_stall =
501                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
502         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
503
504         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
505 }
506
507 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
508 {
509         long delta;
510         struct rcu_node *rnp;
511
512         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
513         rnp = rdp->mynode;
514         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
515
516                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
517                 print_cpu_stall(rsp);
518
519         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) && delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
520
521                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
522                 print_other_cpu_stall(rsp);
523         }
524 }
525
526 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
527
528 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
529 {
530 }
531
532 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
533 {
534 }
535
536 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
537
538 /*
539  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
540  * This is used both when we started the grace period and when we notice
541  * that someone else started the grace period.
542  */
543 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
544 {
545         rdp->qs_pending = 1;
546         rdp->passed_quiesc = 0;
547         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
548 }
549
550 /*
551  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
552  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
553  * on the CPU corresponding to rdp.
554  */
555 static int
556 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
557 {
558         unsigned long flags;
559         int ret = 0;
560
561         local_irq_save(flags);
562         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
563                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
564                 ret = 1;
565         }
566         local_irq_restore(flags);
567         return ret;
568 }
569
570 /*
571  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
572  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
573  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
574  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
575  */
576 static void
577 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
578 {
579         /* Did another grace period end? */
580         if (rdp->completed != rnp->completed) {
581
582                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
583                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
584                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
585                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
586
587                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
588                 rdp->completed = rnp->completed;
589         }
590 }
591
592 /*
593  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
594  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
595  * belongs.
596  */
597 static void
598 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
599 {
600         unsigned long flags;
601         struct rcu_node *rnp;
602
603         local_irq_save(flags);
604         rnp = rdp->mynode;
605         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
606             !spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, retry later. */
607                 local_irq_restore(flags);
608                 return;
609         }
610         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
611         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
612 }
613
614 /*
615  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
616  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
617  * this CPU.
618  */
619 static void
620 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
621 {
622         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
623         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
624
625         /*
626          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
627          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
628          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
629          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
630          *
631          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
632          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
633          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
634          * by the next RCU grace period.
635          */
636         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
637         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
638 }
639
640 /*
641  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
642  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
643  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
644  * be disabled.
645  */
646 static void
647 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
648         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
649 {
650         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
651         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
652
653         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
654                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
655                 return;
656         }
657
658         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
659         rsp->gpnum++;
660         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
661         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
662         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
663         record_gp_stall_check_time(rsp);
664         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
665         note_new_gpnum(rsp, rdp);
666
667         /* Special-case the common single-level case. */
668         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
669                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
670                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
671                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
672                 rnp->completed = rsp->completed;
673                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
674                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
675                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
676                 return;
677         }
678
679         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
680
681
682         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
683         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
684
685         /*
686          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
687          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
688          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
689          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
690          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
691          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
692          * grace period is in progress, at least until the corresponding
693          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
694          * CPU-hotplug operations.
695          *
696          * Note that the grace period cannot complete until we finish
697          * the initialization process, as there will be at least one
698          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
699          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
700          * irqs disabled.
701          */
702         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
703                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
704                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
705                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
706                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
707                 rnp->completed = rsp->completed;
708                 if (rnp == rdp->mynode)
709                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
710                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
711         }
712
713         rnp = rcu_get_root(rsp);
714         spin_lock(&rnp->lock);                  /* irqs already disabled. */
715         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
716         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
717         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
718 }
719
720 /*
721  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
722  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
723  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
724  */
725 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
726         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
727 {
728         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
729         rsp->completed = rsp->gpnum;
730         rsp->signaled = RCU_GP_IDLE;
731         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
732 }
733
734 /*
735  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
736  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
737  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
738  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
739  * before return.
740  */
741 static void
742 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
743               unsigned long flags)
744         __releases(rnp->lock)
745 {
746         struct rcu_node *rnp_c;
747
748         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
749         for (;;) {
750                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
751
752                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
753                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
754                         return;
755                 }
756                 rnp->qsmask &= ~mask;
757                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
758
759                         /* Other bits still set at this level, so done. */
760                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
761                         return;
762                 }
763                 mask = rnp->grpmask;
764                 if (rnp->parent == NULL) {
765
766                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
767
768                         break;
769                 }
770                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
771                 rnp_c = rnp;
772                 rnp = rnp->parent;
773                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
774                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
775         }
776
777         /*
778          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
779          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
780          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
781          */
782         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
783 }
784
785 /*
786  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
787  * the current CPU.  The lastcomp argument is used to make sure we are
788  * still in the grace period of interest.  We don't want to end the current
789  * grace period based on quiescent states detected in an earlier grace
790  * period!
791  */
792 static void
793 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
794 {
795         unsigned long flags;
796         unsigned long mask;
797         struct rcu_node *rnp;
798
799         rnp = rdp->mynode;
800         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
801         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
802
803                 /*
804                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
805                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
806                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
807                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
808                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
809                  * occurred.
810                  */
811                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
812                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
813                 return;
814         }
815         mask = rdp->grpmask;
816         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
817                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
818         } else {
819                 rdp->qs_pending = 0;
820
821                 /*
822                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
823                  * callbacks can be processed during the next GP.
824                  */
825                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
826
827                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
828         }
829 }
830
831 /*
832  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
833  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
834  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
835  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
836  */
837 static void
838 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
839 {
840         /* If there is now a new grace period, record and return. */
841         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
842                 return;
843
844         /*
845          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
846          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
847          */
848         if (!rdp->qs_pending)
849                 return;
850
851         /*
852          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
853          * period? If no, then exit and wait for the next call.
854          */
855         if (!rdp->passed_quiesc)
856                 return;
857
858         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
859         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
860 }
861
862 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
863
864 /*
865  * Move a dying CPU's RCU callbacks to the ->orphan_cbs_list for the
866  * specified flavor of RCU.  The callbacks will be adopted by the next
867  * _rcu_barrier() invocation or by the CPU_DEAD notifier, whichever
868  * comes first.  Because this is invoked from the CPU_DYING notifier,
869  * irqs are already disabled.
870  */
871 static void rcu_send_cbs_to_orphanage(struct rcu_state *rsp)
872 {
873         int i;
874         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
875
876         if (rdp->nxtlist == NULL)
877                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
878         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
879         *rsp->orphan_cbs_tail = rdp->nxtlist;
880         rsp->orphan_cbs_tail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
881         rdp->nxtlist = NULL;
882         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
883                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
884         rsp->orphan_qlen += rdp->qlen;
885         rdp->qlen = 0;
886         spin_unlock(&rsp->onofflock);  /* irqs remain disabled. */
887 }
888
889 /*
890  * Adopt previously orphaned RCU callbacks.
891  */
892 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
893 {
894         unsigned long flags;
895         struct rcu_data *rdp;
896
897         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
898         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
899         if (rsp->orphan_cbs_list == NULL) {
900                 spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
901                 return;
902         }
903         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_cbs_list;
904         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_cbs_tail;
905         rdp->qlen += rsp->orphan_qlen;
906         rsp->orphan_cbs_list = NULL;
907         rsp->orphan_cbs_tail = &rsp->orphan_cbs_list;
908         rsp->orphan_qlen = 0;
909         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
910 }
911
912 /*
913  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
914  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
915  */
916 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
917 {
918         unsigned long flags;
919         long lastcomp;
920         unsigned long mask;
921         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
922         struct rcu_node *rnp;
923
924         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
925         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
926
927         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
928         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
929         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
930         do {
931                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
932                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
933                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
934                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
935                         break;
936                 }
937
938                 /*
939                  * If there was a task blocking the current grace period,
940                  * and if all CPUs have checked in, we need to propagate
941                  * the quiescent state up the rcu_node hierarchy.  But that
942                  * is inconvenient at the moment due to deadlock issues if
943                  * this should end the current grace period.  So set the
944                  * offlined CPU's bit in ->qsmask in order to force the
945                  * next force_quiescent_state() invocation to clean up this
946                  * mess in a deadlock-free manner.
947                  */
948                 if (rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp) && !rnp->qsmask)
949                         rnp->qsmask |= mask;
950
951                 mask = rnp->grpmask;
952                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
953                 rnp = rnp->parent;
954         } while (rnp != NULL);
955         lastcomp = rsp->completed;
956
957         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
958
959         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
960 }
961
962 /*
963  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
964  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
965  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
966  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
967  */
968 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
969 {
970         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
971         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
972         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
973 }
974
975 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
976
977 static void rcu_send_cbs_to_orphanage(struct rcu_state *rsp)
978 {
979 }
980
981 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
982 {
983 }
984
985 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
986 {
987 }
988
989 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
990
991 /*
992  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
993  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
994  */
995 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
996 {
997         unsigned long flags;
998         struct rcu_head *next, *list, **tail;
999         int count;
1000
1001         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1002         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1003                 return;
1004
1005         /*
1006          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1007          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1008          */
1009         local_irq_save(flags);
1010         list = rdp->nxtlist;
1011         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1012         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1013         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1014         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1015                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1016                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1017         local_irq_restore(flags);
1018
1019         /* Invoke callbacks. */
1020         count = 0;
1021         while (list) {
1022                 next = list->next;
1023                 prefetch(next);
1024                 list->func(list);
1025                 list = next;
1026                 if (++count >= rdp->blimit)
1027                         break;
1028         }
1029
1030         local_irq_save(flags);
1031
1032         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1033         rdp->qlen -= count;
1034         if (list != NULL) {
1035                 *tail = rdp->nxtlist;
1036                 rdp->nxtlist = list;
1037                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1038                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1039                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1040                         else
1041                                 break;
1042         }
1043
1044         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1045         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1046                 rdp->blimit = blimit;
1047
1048         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1049         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1050                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1051                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1052         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1053                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1054
1055         local_irq_restore(flags);
1056
1057         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
1058         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1059                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1064  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1065  * Also schedule the RCU softirq handler.
1066  *
1067  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1068  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1069  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1070  */
1071 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1072 {
1073         if (!rcu_pending(cpu))
1074                 return; /* if nothing for RCU to do. */
1075         if (user ||
1076             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1077              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1078
1079                 /*
1080                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1081                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1082                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1083                  * a quiescent state, so note it.
1084                  *
1085                  * No memory barrier is required here because both
1086                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1087                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1088                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1089                  */
1090
1091                 rcu_sched_qs(cpu);
1092                 rcu_bh_qs(cpu);
1093
1094         } else if (!in_softirq()) {
1095
1096                 /*
1097                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1098                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1099                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1100                  * critical section, so note it.
1101                  */
1102
1103                 rcu_bh_qs(cpu);
1104         }
1105         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1106         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1107 }
1108
1109 #ifdef CONFIG_SMP
1110
1111 /*
1112  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1113  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1114  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1115  * because we made it end).
1116  */
1117 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1118                                int (*f)(struct rcu_data *))
1119 {
1120         unsigned long bit;
1121         int cpu;
1122         unsigned long flags;
1123         unsigned long mask;
1124         struct rcu_node *rnp;
1125
1126         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1127                 mask = 0;
1128                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1129                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1130                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1131                         return 1;
1132                 }
1133                 if (rnp->qsmask == 0) {
1134                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1135                         continue;
1136                 }
1137                 cpu = rnp->grplo;
1138                 bit = 1;
1139                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1140                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1141                                 mask |= bit;
1142                 }
1143                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1144
1145                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp->lock. */
1146                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags);
1147                         continue;
1148                 }
1149                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1150         }
1151         return 0;
1152 }
1153
1154 /*
1155  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1156  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1157  */
1158 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1159 {
1160         unsigned long flags;
1161         long lastcomp;
1162         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1163         u8 signaled;
1164         u8 forcenow;
1165
1166         if (!rcu_gp_in_progress(rsp))
1167                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1168         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1169                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1170                 return; /* Someone else is already on the job. */
1171         }
1172         if (relaxed &&
1173             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1174                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1175         rsp->n_force_qs++;
1176         spin_lock(&rnp->lock);
1177         lastcomp = rsp->completed;
1178         signaled = rsp->signaled;
1179         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1180         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1181                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1182                 spin_unlock(&rnp->lock);
1183                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1184         }
1185         spin_unlock(&rnp->lock);
1186         switch (signaled) {
1187         case RCU_GP_IDLE:
1188         case RCU_GP_INIT:
1189
1190                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1191
1192         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1193
1194                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1195                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1196
1197                 /* Record dyntick-idle state. */
1198                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1199                                         dyntick_save_progress_counter))
1200                         goto unlock_ret;
1201                 /* fall into next case. */
1202
1203         case RCU_SAVE_COMPLETED:
1204
1205                 /* Update state, record completion counter. */
1206                 forcenow = 0;
1207                 spin_lock(&rnp->lock);
1208                 if (lastcomp == rsp->completed &&
1209                     rsp->signaled == signaled) {
1210                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1211                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1212                         forcenow = signaled == RCU_SAVE_COMPLETED;
1213                 }
1214                 spin_unlock(&rnp->lock);
1215                 if (!forcenow)
1216                         break;
1217                 /* fall into next case. */
1218
1219         case RCU_FORCE_QS:
1220
1221                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1222                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1223                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1224                         goto unlock_ret;
1225
1226                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1227
1228                 break;
1229         }
1230 unlock_ret:
1231         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1232 }
1233
1234 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1235
1236 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1237 {
1238         set_need_resched();
1239 }
1240
1241 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1242
1243 /*
1244  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1245  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1246  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1247  */
1248 static void
1249 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1250 {
1251         unsigned long flags;
1252
1253         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1254
1255         /*
1256          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1257          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1258          */
1259         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1260                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1261
1262         /*
1263          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1264          * period that some other CPU ended.
1265          */
1266         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1267
1268         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1269         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1270
1271         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1272         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1273                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1274                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1275         }
1276
1277         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1278         rcu_do_batch(rsp, rdp);
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Do softirq processing for the current CPU.
1283  */
1284 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1285 {
1286         /*
1287          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1288          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1289          * grace-period manipulations below.
1290          */
1291         smp_mb(); /* See above block comment. */
1292
1293         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1294                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1295         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1296         rcu_preempt_process_callbacks();
1297
1298         /*
1299          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1300          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1301          * grace-period manipulations above.
1302          */
1303         smp_mb(); /* See above block comment. */
1304 }
1305
1306 static void
1307 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1308            struct rcu_state *rsp)
1309 {
1310         unsigned long flags;
1311         struct rcu_data *rdp;
1312
1313         head->func = func;
1314         head->next = NULL;
1315
1316         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1317
1318         /*
1319          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1320          * Note that we might see a beginning right after we see an
1321          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1322          * a quiescent state betweentimes.
1323          */
1324         local_irq_save(flags);
1325         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1326         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1327         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1328
1329         /* Add the callback to our list. */
1330         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1331         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1332
1333         /* Start a new grace period if one not already started. */
1334         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1335                 unsigned long nestflag;
1336                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1337
1338                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1339                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1340         }
1341
1342         /*
1343          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1344          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1345          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1346          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1347          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1348          */
1349         if (unlikely(++rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1350                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1351                 if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1352                     *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1353                         force_quiescent_state(rsp, 0);
1354                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1355                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1356         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1357                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1358         local_irq_restore(flags);
1359 }
1360
1361 /*
1362  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1363  */
1364 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1365 {
1366         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1367 }
1368 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1369
1370 /*
1371  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1372  */
1373 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1374 {
1375         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1376 }
1377 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1378
1379 /*
1380  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1381  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1382  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1383  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1384  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1385  */
1386 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1387 {
1388         rdp->n_rcu_pending++;
1389
1390         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1391         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1392
1393         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1394         if (rdp->qs_pending) {
1395                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1396                 return 1;
1397         }
1398
1399         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1400         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1401                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1402                 return 1;
1403         }
1404
1405         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1406         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1407                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1408                 return 1;
1409         }
1410
1411         /* Has another RCU grace period completed?  */
1412         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1413                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1414                 return 1;
1415         }
1416
1417         /* Has a new RCU grace period started? */
1418         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1419                 rdp->n_rp_gp_started++;
1420                 return 1;
1421         }
1422
1423         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1424         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1425             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1426                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1427                 return 1;
1428         }
1429
1430         /* nothing to do */
1431         rdp->n_rp_need_nothing++;
1432         return 0;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1437  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1438  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1439  */
1440 static int rcu_pending(int cpu)
1441 {
1442         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1443                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1444                rcu_preempt_pending(cpu);
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1449  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1450  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1451  * an exported member of the RCU API.
1452  */
1453 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1454 {
1455         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1456         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1457                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1458                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1459 }
1460
1461 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1462 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1463 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1464 static struct completion rcu_barrier_completion;
1465
1466 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1467 {
1468         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1469                 complete(&rcu_barrier_completion);
1470 }
1471
1472 /*
1473  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1474  */
1475 static void rcu_barrier_func(void *type)
1476 {
1477         int cpu = smp_processor_id();
1478         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1479         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1480                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1481
1482         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1483         call_rcu_func = type;
1484         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1485 }
1486
1487 /*
1488  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1489  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1490  */
1491 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1492                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1493                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1494 {
1495         BUG_ON(in_interrupt());
1496         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1497         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1498         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1499         /*
1500          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1501          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1502          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1503          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1504          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1505          * did their increment, causing this function to return too
1506          * early.
1507          */
1508         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1509         preempt_disable(); /* stop CPU_DYING from filling orphan_cbs_list */
1510         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1511         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1512         preempt_enable(); /* CPU_DYING can again fill orphan_cbs_list */
1513         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1514                 complete(&rcu_barrier_completion);
1515         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1516         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1517 }
1518
1519 /**
1520  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1521  */
1522 void rcu_barrier_bh(void)
1523 {
1524         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1525 }
1526 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1527
1528 /**
1529  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
1530  */
1531 void rcu_barrier_sched(void)
1532 {
1533         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
1534 }
1535 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
1536
1537 /*
1538  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1539  */
1540 static void __init
1541 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1542 {
1543         unsigned long flags;
1544         int i;
1545         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1546         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1547
1548         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1549         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1550         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1551         rdp->nxtlist = NULL;
1552         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1553                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1554         rdp->qlen = 0;
1555 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1556         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1557 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1558         rdp->cpu = cpu;
1559         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1560 }
1561
1562 /*
1563  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1564  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1565  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1566  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1567  */
1568 static void __cpuinit
1569 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1570 {
1571         unsigned long flags;
1572         unsigned long mask;
1573         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1574         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1575
1576         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1577         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1578         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1579         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1580         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1581         rdp->preemptable = preemptable;
1582         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1583         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1584         rdp->blimit = blimit;
1585         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1586
1587         /*
1588          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1589          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1590          */
1591
1592         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1593         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1594
1595         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1596         rnp = rdp->mynode;
1597         mask = rdp->grpmask;
1598         do {
1599                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1600                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1601                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1602                 mask = rnp->grpmask;
1603                 if (rnp == rdp->mynode) {
1604                         rdp->gpnum = rnp->completed; /* if GP in progress... */
1605                         rdp->completed = rnp->completed;
1606                         rdp->passed_quiesc_completed = rnp->completed - 1;
1607                 }
1608                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1609                 rnp = rnp->parent;
1610         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1611
1612         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1613 }
1614
1615 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1616 {
1617         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1618         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1619         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Handle CPU online/offline notification events.
1624  */
1625 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1626                              unsigned long action, void *hcpu)
1627 {
1628         long cpu = (long)hcpu;
1629
1630         switch (action) {
1631         case CPU_UP_PREPARE:
1632         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1633                 rcu_online_cpu(cpu);
1634                 break;
1635         case CPU_DYING:
1636         case CPU_DYING_FROZEN:
1637                 /*
1638                  * preempt_disable() in _rcu_barrier() prevents stop_machine(),
1639                  * so when "on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)type, 1);"
1640                  * returns, all online cpus have queued rcu_barrier_func().
1641                  * The dying CPU clears its cpu_online_mask bit and
1642                  * moves all of its RCU callbacks to ->orphan_cbs_list
1643                  * in the context of stop_machine(), so subsequent calls
1644                  * to _rcu_barrier() will adopt these callbacks and only
1645                  * then queue rcu_barrier_func() on all remaining CPUs.
1646                  */
1647                 rcu_send_cbs_to_orphanage(&rcu_bh_state);
1648                 rcu_send_cbs_to_orphanage(&rcu_sched_state);
1649                 rcu_preempt_send_cbs_to_orphanage();
1650                 break;
1651         case CPU_DEAD:
1652         case CPU_DEAD_FROZEN:
1653         case CPU_UP_CANCELED:
1654         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1655                 rcu_offline_cpu(cpu);
1656                 break;
1657         default:
1658                 break;
1659         }
1660         return NOTIFY_OK;
1661 }
1662
1663 /*
1664  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1665  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1666  */
1667 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1668 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1669 {
1670         int i;
1671
1672         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1673                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1674 }
1675 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1676 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1677 {
1678         int ccur;
1679         int cprv;
1680         int i;
1681
1682         cprv = NR_CPUS;
1683         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1684                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1685                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1686                 cprv = ccur;
1687         }
1688 }
1689 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1690
1691 /*
1692  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1693  */
1694 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1695 {
1696         int cpustride = 1;
1697         int i;
1698         int j;
1699         struct rcu_node *rnp;
1700
1701         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1702
1703         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1704                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1705         rcu_init_levelspread(rsp);
1706
1707         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1708
1709         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1710                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1711                 rnp = rsp->level[i];
1712                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1713                         if (rnp != rcu_get_root(rsp))
1714                                 spin_lock_init(&rnp->lock);
1715                         rnp->gpnum = 0;
1716                         rnp->qsmask = 0;
1717                         rnp->qsmaskinit = 0;
1718                         rnp->grplo = j * cpustride;
1719                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1720                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1721                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1722                         if (i == 0) {
1723                                 rnp->grpnum = 0;
1724                                 rnp->grpmask = 0;
1725                                 rnp->parent = NULL;
1726                         } else {
1727                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1728                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1729                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1730                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1731                         }
1732                         rnp->level = i;
1733                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1734                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1735                 }
1736         }
1737         spin_lock_init(&rcu_get_root(rsp)->lock);
1738 }
1739
1740 /*
1741  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1742  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1743  * structure.
1744  */
1745 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1746 do { \
1747         int i; \
1748         int j; \
1749         struct rcu_node *rnp; \
1750         \
1751         rcu_init_one(rsp); \
1752         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1753         j = 0; \
1754         for_each_possible_cpu(i) { \
1755                 if (i > rnp[j].grphi) \
1756                         j++; \
1757                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1758                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1759                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1760         } \
1761 } while (0)
1762
1763 void __init __rcu_init(void)
1764 {
1765         rcu_bootup_announce();
1766 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1767         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1768 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1769         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1770         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1771         __rcu_init_preempt();
1772         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1773 }
1774
1775 #include "rcutree_plugin.h"