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