rcu: Move quiescent-state forcing into kthread
[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[RCU_NUM_LVLS];
64
65 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, cr) { \
66         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
67         .call = cr, \
68         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
69         .gpnum = -300, \
70         .completed = -300, \
71         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.onofflock), \
72         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
73         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
74         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
75         .name = #sname, \
76 }
77
78 struct rcu_state rcu_sched_state =
79         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, call_rcu_sched);
80 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
81
82 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, call_rcu_bh);
83 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
84
85 static struct rcu_state *rcu_state;
86 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
87
88 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
89 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
90 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0);
91 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
92 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
93         NUM_RCU_LVL_0,
94         NUM_RCU_LVL_1,
95         NUM_RCU_LVL_2,
96         NUM_RCU_LVL_3,
97         NUM_RCU_LVL_4,
98 };
99 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
100
101 /*
102  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
103  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
104  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
105  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
106  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
107  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
108  * positives from lockdep-RCU error checking.
109  */
110 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
111 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
112
113 /*
114  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
115  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
116  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
117  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
118  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
119  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
120  *
121  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
122  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
123  * a time.
124  */
125 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
126
127 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
128
129 /*
130  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
131  * handle all flavors of RCU.
132  */
133 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
134 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
135 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
136 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
137 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
138
139 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
140
141 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
142 static void invoke_rcu_core(void);
143 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
144
145 /*
146  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
147  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
148  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
149  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
150  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
151  * These variables enable correlating rcutorture output with the
152  * RCU tracing information.
153  */
154 unsigned long rcutorture_testseq;
155 unsigned long rcutorture_vernum;
156
157 /*
158  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
159  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
160  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
161  */
162 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
163 {
164         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
165 }
166
167 /*
168  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
169  * how many quiescent states passed, just if there was at least
170  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
171  * The caller must have disabled preemption.
172  */
173 void rcu_sched_qs(int cpu)
174 {
175         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
176
177         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
178         barrier();
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 void rcu_bh_qs(int cpu)
185 {
186         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
187
188         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
189         barrier();
190         if (rdp->passed_quiesce == 0)
191                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
192         rdp->passed_quiesce = 1;
193 }
194
195 /*
196  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
197  * and requires special handling for preemptible RCU.
198  * The caller must have disabled preemption.
199  */
200 void rcu_note_context_switch(int cpu)
201 {
202         trace_rcu_utilization("Start context switch");
203         rcu_sched_qs(cpu);
204         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
205         trace_rcu_utilization("End context switch");
206 }
207 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
208
209 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
210         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
211         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
212 };
213
214 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
215 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
216 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
217
218 module_param(blimit, int, 0);
219 module_param(qhimark, int, 0);
220 module_param(qlowmark, int, 0);
221
222 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
223 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
224
225 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
226 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
227
228 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
229 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
230 static int rcu_pending(int cpu);
231
232 /*
233  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
234  */
235 long rcu_batches_completed_sched(void)
236 {
237         return rcu_sched_state.completed;
238 }
239 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
240
241 /*
242  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
243  */
244 long rcu_batches_completed_bh(void)
245 {
246         return rcu_bh_state.completed;
247 }
248 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
249
250 /*
251  * Force a quiescent state for RCU BH.
252  */
253 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
254 {
255         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
256 }
257 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
258
259 /*
260  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
261  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
262  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
263  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
264  * store this state in rcutorture itself.
265  */
266 void rcutorture_record_test_transition(void)
267 {
268         rcutorture_testseq++;
269         rcutorture_vernum = 0;
270 }
271 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
272
273 /*
274  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
275  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
276  * messages.
277  */
278 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
279 {
280         rcutorture_vernum++;
281 }
282 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
283
284 /*
285  * Force a quiescent state for RCU-sched.
286  */
287 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
288 {
289         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
290 }
291 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
292
293 /*
294  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
295  */
296 static int
297 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
298 {
299         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
300 }
301
302 /*
303  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
304  */
305 static int
306 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
307 {
308         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL +
309                              ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed] &&
310                !rcu_gp_in_progress(rsp);
311 }
312
313 /*
314  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
315  */
316 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
317 {
318         return &rsp->node[0];
319 }
320
321 /*
322  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
323  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
324  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
325  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
326  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
327  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
328  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
329  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
330  * each and every time we start a new grace period.
331  */
332 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
333 {
334         /*
335          * If the CPU is offline for more than a jiffy, it is in a quiescent
336          * state.  We can trust its state not to change because interrupts
337          * are disabled.  The reason for the jiffy's worth of slack is to
338          * handle CPUs initializing on the way up and finding their way
339          * to the idle loop on the way down.
340          */
341         if (cpu_is_offline(rdp->cpu) &&
342             ULONG_CMP_LT(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies)) {
343                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
344                 rdp->offline_fqs++;
345                 return 1;
346         }
347         return 0;
348 }
349
350 /*
351  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
352  *
353  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
354  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
355  * The caller must have disabled interrupts.
356  */
357 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
358 {
359         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
360         if (!is_idle_task(current)) {
361                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
362
363                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
364                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
365                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
366                           current->pid, current->comm,
367                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
368         }
369         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
370         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
371         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
372         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
373         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
374         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
375
376         /*
377          * The idle task is not permitted to enter the idle loop while
378          * in an RCU read-side critical section.
379          */
380         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
381                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
382         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
383                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
384         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
385                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
386 }
387
388 /**
389  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
390  *
391  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
392  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
393  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
394  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
395  *
396  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
397  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
398  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
399  */
400 void rcu_idle_enter(void)
401 {
402         unsigned long flags;
403         long long oldval;
404         struct rcu_dynticks *rdtp;
405
406         local_irq_save(flags);
407         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
408         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
409         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
410         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
411                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
412         else
413                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
414         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
415         local_irq_restore(flags);
416 }
417 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
418
419 /**
420  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
421  *
422  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
423  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
424  * sections can occur.
425  *
426  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
427  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
428  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
429  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
430  *
431  * Use things like work queues to work around this limitation.
432  *
433  * You have been warned.
434  */
435 void rcu_irq_exit(void)
436 {
437         unsigned long flags;
438         long long oldval;
439         struct rcu_dynticks *rdtp;
440
441         local_irq_save(flags);
442         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
443         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
444         rdtp->dynticks_nesting--;
445         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
446         if (rdtp->dynticks_nesting)
447                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
448         else
449                 rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
450         local_irq_restore(flags);
451 }
452
453 /*
454  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
455  *
456  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
457  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
458  * The caller must have disabled interrupts.
459  */
460 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
461 {
462         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
463         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
464         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
465         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
466         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
467         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
468         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
469         if (!is_idle_task(current)) {
470                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
471
472                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
473                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
474                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
475                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
476                           current->pid, current->comm,
477                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
478         }
479 }
480
481 /**
482  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
483  *
484  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
485  * read-side critical sections can occur.
486  *
487  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
488  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
489  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
490  * now starting.
491  */
492 void rcu_idle_exit(void)
493 {
494         unsigned long flags;
495         struct rcu_dynticks *rdtp;
496         long long oldval;
497
498         local_irq_save(flags);
499         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
500         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
501         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
502         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
503                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
504         else
505                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
506         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
507         local_irq_restore(flags);
508 }
509 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
510
511 /**
512  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
513  *
514  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
515  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
516  * sections can occur.
517  *
518  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
519  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
520  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
521  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
522  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
523  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
524  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
525  *
526  * Use things like work queues to work around this limitation.
527  *
528  * You have been warned.
529  */
530 void rcu_irq_enter(void)
531 {
532         unsigned long flags;
533         struct rcu_dynticks *rdtp;
534         long long oldval;
535
536         local_irq_save(flags);
537         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
538         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
539         rdtp->dynticks_nesting++;
540         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
541         if (oldval)
542                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
543         else
544                 rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
545         local_irq_restore(flags);
546 }
547
548 /**
549  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
550  *
551  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
552  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
553  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
554  */
555 void rcu_nmi_enter(void)
556 {
557         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
558
559         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
560             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
561                 return;
562         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
563         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
564         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
565         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
566         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
567         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
568 }
569
570 /**
571  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
572  *
573  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
574  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
575  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
576  */
577 void rcu_nmi_exit(void)
578 {
579         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
580
581         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
582             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
583                 return;
584         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
585         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
586         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
587         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
588         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
589 }
590
591 /**
592  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
593  *
594  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
595  * or NMI handler, return true.
596  */
597 int rcu_is_cpu_idle(void)
598 {
599         int ret;
600
601         preempt_disable();
602         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
603         preempt_enable();
604         return ret;
605 }
606 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
607
608 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
609
610 /*
611  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
612  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
613  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
614  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
615  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
616  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
617  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
618  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
619  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
620  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
621  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
622  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
623  * notifiers.
624  *
625  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
626  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
627  *
628  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
629  * errors from NMI handlers anyway.
630  */
631 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
632 {
633         struct rcu_data *rdp;
634         struct rcu_node *rnp;
635         bool ret;
636
637         if (in_nmi())
638                 return 1;
639         preempt_disable();
640         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
641         rnp = rdp->mynode;
642         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
643               !rcu_scheduler_fully_active;
644         preempt_enable();
645         return ret;
646 }
647 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
648
649 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
650
651 /**
652  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
653  *
654  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
655  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
656  * disabled preemption.
657  */
658 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
659 {
660         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
661 }
662
663 /*
664  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
665  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
666  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
667  */
668 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
669 {
670         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
671         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
672 }
673
674 /*
675  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
676  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
677  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
678  * for this same CPU.
679  */
680 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
681 {
682         unsigned int curr;
683         unsigned int snap;
684
685         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
686         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
687
688         /*
689          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
690          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
691          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
692          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
693          * read-side critical section that started before the beginning
694          * of the current RCU grace period.
695          */
696         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
697                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
698                 rdp->dynticks_fqs++;
699                 return 1;
700         }
701
702         /* Go check for the CPU being offline. */
703         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
704 }
705
706 static int jiffies_till_stall_check(void)
707 {
708         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
709
710         /*
711          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
712          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
713          */
714         if (till_stall_check < 3) {
715                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
716                 till_stall_check = 3;
717         } else if (till_stall_check > 300) {
718                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
719                 till_stall_check = 300;
720         }
721         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
722 }
723
724 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
725 {
726         rsp->gp_start = jiffies;
727         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
728 }
729
730 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
731 {
732         int cpu;
733         long delta;
734         unsigned long flags;
735         int ndetected = 0;
736         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
737
738         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
739
740         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
741         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
742         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
743                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
744                 return;
745         }
746         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
747         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
748
749         /*
750          * OK, time to rat on our buddy...
751          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
752          * RCU CPU stall warnings.
753          */
754         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
755                rsp->name);
756         print_cpu_stall_info_begin();
757         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
758                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
759                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
760                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
761                 if (rnp->qsmask == 0)
762                         continue;
763                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
764                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
765                                 print_cpu_stall_info(rsp, rnp->grplo + cpu);
766                                 ndetected++;
767                         }
768         }
769
770         /*
771          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
772          * due to CPU offlining.
773          */
774         rnp = rcu_get_root(rsp);
775         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
776         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
777         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
778
779         print_cpu_stall_info_end();
780         printk(KERN_CONT "(detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
781                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
782         if (ndetected == 0)
783                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
784         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
785                 dump_stack();
786
787         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
788
789         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
790
791         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
792 }
793
794 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
795 {
796         unsigned long flags;
797         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
798
799         /*
800          * OK, time to rat on ourselves...
801          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
802          * RCU CPU stall warnings.
803          */
804         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
805         print_cpu_stall_info_begin();
806         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
807         print_cpu_stall_info_end();
808         printk(KERN_CONT " (t=%lu jiffies)\n", jiffies - rsp->gp_start);
809         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
810                 dump_stack();
811
812         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
813         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
814                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
815                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
816         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
817
818         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
819 }
820
821 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
822 {
823         unsigned long j;
824         unsigned long js;
825         struct rcu_node *rnp;
826
827         if (rcu_cpu_stall_suppress)
828                 return;
829         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
830         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
831         rnp = rdp->mynode;
832         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
833
834                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
835                 print_cpu_stall(rsp);
836
837         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
838                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
839
840                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
841                 print_other_cpu_stall(rsp);
842         }
843 }
844
845 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
846 {
847         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
848         return NOTIFY_DONE;
849 }
850
851 /**
852  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
853  *
854  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
855  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
856  * RCU grace periods.
857  *
858  * The caller must disable hard irqs.
859  */
860 void rcu_cpu_stall_reset(void)
861 {
862         struct rcu_state *rsp;
863
864         for_each_rcu_flavor(rsp)
865                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
866 }
867
868 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
869         .notifier_call = rcu_panic,
870 };
871
872 static void __init check_cpu_stall_init(void)
873 {
874         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
875 }
876
877 /*
878  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
879  * This is used both when we started the grace period and when we notice
880  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
881  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
882  *  and must have irqs disabled.
883  */
884 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
885 {
886         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
887                 /*
888                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
889                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
890                  * go looking for one.
891                  */
892                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
893                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
894                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
895                         rdp->qs_pending = 1;
896                         rdp->passed_quiesce = 0;
897                 } else {
898                         rdp->qs_pending = 0;
899                 }
900                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
901         }
902 }
903
904 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
905 {
906         unsigned long flags;
907         struct rcu_node *rnp;
908
909         local_irq_save(flags);
910         rnp = rdp->mynode;
911         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
912             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
913                 local_irq_restore(flags);
914                 return;
915         }
916         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
917         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
918 }
919
920 /*
921  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
922  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
923  * on the CPU corresponding to rdp.
924  */
925 static int
926 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
927 {
928         unsigned long flags;
929         int ret = 0;
930
931         local_irq_save(flags);
932         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
933                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
934                 ret = 1;
935         }
936         local_irq_restore(flags);
937         return ret;
938 }
939
940 /*
941  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
942  */
943 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
944 {
945         int i;
946
947         rdp->nxtlist = NULL;
948         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
949                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
950 }
951
952 /*
953  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
954  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
955  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
956  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
957  */
958 static void
959 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
960 {
961         /* Did another grace period end? */
962         if (rdp->completed != rnp->completed) {
963
964                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
965                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
966                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
967                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
968
969                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
970                 rdp->completed = rnp->completed;
971                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
972
973                 /*
974                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
975                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
976                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
977                  * spurious new grace periods.  If another grace period
978                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
979                  * we will detect this later on.
980                  */
981                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
982                         rdp->gpnum = rdp->completed;
983
984                 /*
985                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
986                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
987                  */
988                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
989                         rdp->qs_pending = 0;
990         }
991 }
992
993 /*
994  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
995  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
996  * belongs.
997  */
998 static void
999 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1000 {
1001         unsigned long flags;
1002         struct rcu_node *rnp;
1003
1004         local_irq_save(flags);
1005         rnp = rdp->mynode;
1006         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1007             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1008                 local_irq_restore(flags);
1009                 return;
1010         }
1011         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1012         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1013 }
1014
1015 /*
1016  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1017  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1018  * this CPU.
1019  */
1020 static void
1021 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1022 {
1023         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1024         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1025
1026         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1027         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Initialize a new grace period.
1032  */
1033 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1034 {
1035         struct rcu_data *rdp;
1036         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1037
1038         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1039         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1040
1041         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1042                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1043                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1044                 return 0;
1045         }
1046
1047         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1048         rsp->gpnum++;
1049         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1050         record_gp_stall_check_time(rsp);
1051         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1052
1053         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1054         get_online_cpus();
1055
1056         /*
1057          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1058          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1059          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1060          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1061          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1062          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1063          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1064          * CPU-hotplug operations.
1065          *
1066          * The grace period cannot complete until the initialization
1067          * process finishes, because this kthread handles both.
1068          */
1069         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1070                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1071                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1072                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1073                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1074                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1075                 rnp->completed = rsp->completed;
1076                 if (rnp == rdp->mynode)
1077                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1078                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1079                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1080                                             rnp->level, rnp->grplo,
1081                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1082                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1083                 cond_resched();
1084         }
1085
1086         put_online_cpus();
1087         return 1;
1088 }
1089
1090 /*
1091  * Do one round of quiescent-state forcing.
1092  */
1093 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1094 {
1095         int fqs_state = fqs_state_in;
1096         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1097
1098         rsp->n_force_qs++;
1099         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1100                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1101                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1102                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1103         } else {
1104                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1105                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1106         }
1107         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1108         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1109                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1110                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1111                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1112         }
1113         return fqs_state;
1114 }
1115
1116 /*
1117  * Clean up after the old grace period.
1118  */
1119 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1120 {
1121         unsigned long gp_duration;
1122         struct rcu_data *rdp;
1123         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1124
1125         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1126         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1127         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1128                 rsp->gp_max = gp_duration;
1129
1130         /*
1131          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1132          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1133          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1134          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1135          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1136          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1137          *
1138          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1139          * care of this while initializing the next grace period.
1140          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1141          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1142          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1143          * completed.
1144          */
1145         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1146         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1147                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1148
1149                 /*
1150                  * Propagate new ->completed value to rcu_node
1151                  * structures so that other CPUs don't have to
1152                  * wait until the start of the next grace period
1153                  * to process their callbacks.
1154                  */
1155                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1156                         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1157                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1158                         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1159                         cond_resched();
1160                 }
1161                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1162                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1163         }
1164
1165         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1166         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1167         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1168         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1169                 rsp->gp_flags = 1;
1170         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1171 }
1172
1173 /*
1174  * Body of kthread that handles grace periods.
1175  */
1176 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1177 {
1178         int fqs_state;
1179         int ret;
1180         struct rcu_state *rsp = arg;
1181         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1182
1183         for (;;) {
1184
1185                 /* Handle grace-period start. */
1186                 for (;;) {
1187                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1188                                                  rsp->gp_flags &
1189                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1190                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1191                             rcu_gp_init(rsp))
1192                                 break;
1193                         cond_resched();
1194                         flush_signals(current);
1195                 }
1196
1197                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1198                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1199                 for (;;) {
1200                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies +
1201                                                 RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1202                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1203                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1204                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1205                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1206                                         RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS);
1207                         /* If grace period done, leave loop. */
1208                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1209                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1210                                 break;
1211                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1212                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1213                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1214                                 cond_resched();
1215                         } else {
1216                                 /* Deal with stray signal. */
1217                                 cond_resched();
1218                                 flush_signals(current);
1219                         }
1220                 }
1221
1222                 /* Handle grace-period end. */
1223                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1224         }
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1229  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1230  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1231  * be disabled.
1232  *
1233  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1234  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1235  * quiescent state.
1236  */
1237 static void
1238 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1239         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1240 {
1241         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1242         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1243
1244         if (!rsp->gp_kthread ||
1245             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1246                 /*
1247                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1248                  * task or this CPU does not need another grace period.
1249                  * Either way, don't start a new grace period.
1250                  */
1251                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1252                 return;
1253         }
1254
1255         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1256         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1257         wake_up(&rsp->gp_wq);
1258 }
1259
1260 /*
1261  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1262  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1263  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1264  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1265  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1266  */
1267 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1268         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1269 {
1270         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1271         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1272         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1277  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1278  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1279  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1280  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1281  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1282  */
1283 static void
1284 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1285                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1286         __releases(rnp->lock)
1287 {
1288         struct rcu_node *rnp_c;
1289
1290         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1291         for (;;) {
1292                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1293
1294                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1295                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1296                         return;
1297                 }
1298                 rnp->qsmask &= ~mask;
1299                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1300                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1301                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1302                                                  !!rnp->gp_tasks);
1303                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1304
1305                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1306                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1307                         return;
1308                 }
1309                 mask = rnp->grpmask;
1310                 if (rnp->parent == NULL) {
1311
1312                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1313
1314                         break;
1315                 }
1316                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1317                 rnp_c = rnp;
1318                 rnp = rnp->parent;
1319                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1320                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1321         }
1322
1323         /*
1324          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1325          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1326          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1327          */
1328         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1329 }
1330
1331 /*
1332  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1333  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1334  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1335  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1336  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1337  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1338  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1339  */
1340 static void
1341 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1342 {
1343         unsigned long flags;
1344         unsigned long mask;
1345         struct rcu_node *rnp;
1346
1347         rnp = rdp->mynode;
1348         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1349         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1350
1351                 /*
1352                  * The grace period in which this quiescent state was
1353                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1354                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1355                  * within the current grace period.
1356                  */
1357                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1358                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1359                 return;
1360         }
1361         mask = rdp->grpmask;
1362         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1363                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1364         } else {
1365                 rdp->qs_pending = 0;
1366
1367                 /*
1368                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1369                  * callbacks can be processed during the next GP.
1370                  */
1371                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1372
1373                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1374         }
1375 }
1376
1377 /*
1378  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1379  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1380  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1381  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1382  */
1383 static void
1384 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1385 {
1386         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1387         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1388                 return;
1389
1390         /*
1391          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1392          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1393          */
1394         if (!rdp->qs_pending)
1395                 return;
1396
1397         /*
1398          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1399          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1400          */
1401         if (!rdp->passed_quiesce)
1402                 return;
1403
1404         /*
1405          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1406          * judge of that).
1407          */
1408         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1409 }
1410
1411 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1412
1413 /*
1414  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1415  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1416  * ->onofflock.
1417  */
1418 static void
1419 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1420                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1421 {
1422         /*
1423          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1424          * because ->onofflock excludes _rcu_barrier()'s adoption of
1425          * the callbacks, thus no memory barrier is required.
1426          */
1427         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1428                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1429                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1430                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1431                 rdp->qlen_lazy = 0;
1432                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1433         }
1434
1435         /*
1436          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1437          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1438          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1439          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1440          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1441          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1442          * we just reset the whole thing later on.
1443          */
1444         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1445                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1446                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1447                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1448         }
1449
1450         /*
1451          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1452          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1453          * required to pass though another grace period: They are done.
1454          */
1455         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1456                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1457                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1458         }
1459
1460         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1461         init_callback_list(rdp);
1462 }
1463
1464 /*
1465  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1466  * orphanage.  The caller must hold the ->onofflock.
1467  */
1468 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1469 {
1470         int i;
1471         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1472
1473         /*
1474          * If there is an rcu_barrier() operation in progress, then
1475          * only the task doing that operation is permitted to adopt
1476          * callbacks.  To do otherwise breaks rcu_barrier() and friends
1477          * by causing them to fail to wait for the callbacks in the
1478          * orphanage.
1479          */
1480         if (rsp->rcu_barrier_in_progress &&
1481             rsp->rcu_barrier_in_progress != current)
1482                 return;
1483
1484         /* Do the accounting first. */
1485         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1486         rdp->qlen += rsp->qlen;
1487         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1488         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1489                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1490         rsp->qlen_lazy = 0;
1491         rsp->qlen = 0;
1492
1493         /*
1494          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1495          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1496          * we are the task doing the rcu_barrier().
1497          */
1498
1499         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1500         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1501                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1502                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1503                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1504                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1505                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1506                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1507                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1508         }
1509
1510         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1511         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1512                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1513                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1514                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1515                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1516         }
1517 }
1518
1519 /*
1520  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1521  */
1522 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1523 {
1524         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1525         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1526         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1527
1528         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1529         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1530                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1531                                "cpuofl");
1532 }
1533
1534 /*
1535  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1536  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1537  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1538  * adopting them, if there is no _rcu_barrier() instance running.
1539  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1540  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1541  */
1542 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1543 {
1544         unsigned long flags;
1545         unsigned long mask;
1546         int need_report = 0;
1547         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1548         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1549
1550         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1551         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1552         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1553
1554         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1555
1556         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1557         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1558
1559         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1560         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1561         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1562
1563         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1564         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1565         do {
1566                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1567                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1568                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1569                         if (rnp != rdp->mynode)
1570                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1571                         break;
1572                 }
1573                 if (rnp == rdp->mynode)
1574                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1575                 else
1576                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1577                 mask = rnp->grpmask;
1578                 rnp = rnp->parent;
1579         } while (rnp != NULL);
1580
1581         /*
1582          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1583          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1584          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1585          * held leads to deadlock.
1586          */
1587         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1588         rnp = rdp->mynode;
1589         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1590                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1591         else
1592                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1593         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1594                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1595         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1596                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1597                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1598 }
1599
1600 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1601
1602 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1603 {
1604 }
1605
1606 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1607 {
1608 }
1609
1610 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1611 {
1612 }
1613
1614 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1615
1616 /*
1617  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1618  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1619  */
1620 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1621 {
1622         unsigned long flags;
1623         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1624         int bl, count, count_lazy, i;
1625
1626         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1627         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1628                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1629                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1630                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1631                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1632                 return;
1633         }
1634
1635         /*
1636          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1637          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1638          */
1639         local_irq_save(flags);
1640         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1641         bl = rdp->blimit;
1642         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1643         list = rdp->nxtlist;
1644         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1645         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1646         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1647         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1648                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1649                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1650         local_irq_restore(flags);
1651
1652         /* Invoke callbacks. */
1653         count = count_lazy = 0;
1654         while (list) {
1655                 next = list->next;
1656                 prefetch(next);
1657                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1658                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1659                         count_lazy++;
1660                 list = next;
1661                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1662                 if (++count >= bl &&
1663                     (need_resched() ||
1664                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1665                         break;
1666         }
1667
1668         local_irq_save(flags);
1669         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1670                             is_idle_task(current),
1671                             rcu_is_callbacks_kthread());
1672
1673         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1674         if (list != NULL) {
1675                 *tail = rdp->nxtlist;
1676                 rdp->nxtlist = list;
1677                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1678                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1679                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1680                         else
1681                                 break;
1682         }
1683         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1684         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1685         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1686         rdp->n_cbs_invoked += count;
1687
1688         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1689         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1690                 rdp->blimit = blimit;
1691
1692         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1693         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1694                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1695                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1696         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1697                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1698         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
1699
1700         local_irq_restore(flags);
1701
1702         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1703         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1704                 invoke_rcu_core();
1705 }
1706
1707 /*
1708  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1709  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1710  * Also schedule RCU core processing.
1711  *
1712  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1713  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1714  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1715  */
1716 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1717 {
1718         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1719         increment_cpu_stall_ticks();
1720         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1721
1722                 /*
1723                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1724                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1725                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1726                  * a quiescent state, so note it.
1727                  *
1728                  * No memory barrier is required here because both
1729                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1730                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1731                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1732                  */
1733
1734                 rcu_sched_qs(cpu);
1735                 rcu_bh_qs(cpu);
1736
1737         } else if (!in_softirq()) {
1738
1739                 /*
1740                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1741                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1742                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1743                  * critical section, so note it.
1744                  */
1745
1746                 rcu_bh_qs(cpu);
1747         }
1748         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1749         if (rcu_pending(cpu))
1750                 invoke_rcu_core();
1751         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1752 }
1753
1754 /*
1755  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1756  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1757  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1758  *
1759  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1760  */
1761 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1762 {
1763         unsigned long bit;
1764         int cpu;
1765         unsigned long flags;
1766         unsigned long mask;
1767         struct rcu_node *rnp;
1768
1769         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1770                 mask = 0;
1771                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1772                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1773                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1774                         return;
1775                 }
1776                 if (rnp->qsmask == 0) {
1777                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1778                         continue;
1779                 }
1780                 cpu = rnp->grplo;
1781                 bit = 1;
1782                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1783                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1784                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1785                                 mask |= bit;
1786                 }
1787                 if (mask != 0) {
1788
1789                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1790                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1791                         continue;
1792                 }
1793                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1794         }
1795         rnp = rcu_get_root(rsp);
1796         if (rnp->qsmask == 0) {
1797                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1798                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1799         }
1800 }
1801
1802 /*
1803  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1804  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1805  */
1806 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
1807 {
1808         unsigned long flags;
1809         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1810
1811         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS)
1812                 return;  /* Someone beat us to it. */
1813         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rnp->lock, flags)) {
1814                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1815                 return;
1816         }
1817         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
1818         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1819         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1820 }
1821
1822 /*
1823  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1824  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1825  * whom the rdp belongs.
1826  */
1827 static void
1828 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
1829 {
1830         unsigned long flags;
1831         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1832
1833         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1834
1835         /*
1836          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1837          * period that some other CPU ended.
1838          */
1839         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1840
1841         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1842         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1843
1844         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1845         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1846                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1847                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1848         }
1849
1850         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1851         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1852                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1853 }
1854
1855 /*
1856  * Do RCU core processing for the current CPU.
1857  */
1858 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1859 {
1860         struct rcu_state *rsp;
1861
1862         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
1863                 return;
1864         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1865         for_each_rcu_flavor(rsp)
1866                 __rcu_process_callbacks(rsp);
1867         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1868 }
1869
1870 /*
1871  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1872  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1873  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1874  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1875  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1876  */
1877 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1878 {
1879         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1880                 return;
1881         if (likely(!rsp->boost)) {
1882                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1883                 return;
1884         }
1885         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1886 }
1887
1888 static void invoke_rcu_core(void)
1889 {
1890         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1891 }
1892
1893 /*
1894  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
1895  */
1896 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
1897                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
1898 {
1899         /*
1900          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
1901          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
1902          */
1903         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
1904                 invoke_rcu_core();
1905
1906         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
1907         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
1908                 return;
1909
1910         /*
1911          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1912          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1913          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1914          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1915          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1916          */
1917         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1918
1919                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1920                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1921                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1922
1923                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1924                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1925                         unsigned long nestflag;
1926                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1927
1928                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1929                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1930                 } else {
1931                         /* Give the grace period a kick. */
1932                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1933                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1934                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1935                                 force_quiescent_state(rsp);
1936                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1937                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1938                 }
1939         }
1940 }
1941
1942 static void
1943 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1944            struct rcu_state *rsp, bool lazy)
1945 {
1946         unsigned long flags;
1947         struct rcu_data *rdp;
1948
1949         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
1950         debug_rcu_head_queue(head);
1951         head->func = func;
1952         head->next = NULL;
1953
1954         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1955
1956         /*
1957          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1958          * Note that we might see a beginning right after we see an
1959          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1960          * a quiescent state betweentimes.
1961          */
1962         local_irq_save(flags);
1963         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1964
1965         /* Add the callback to our list. */
1966         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
1967         if (lazy)
1968                 rdp->qlen_lazy++;
1969         else
1970                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1971         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
1972         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1973         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1974
1975         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1976                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1977                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1978         else
1979                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1980
1981         /* Go handle any RCU core processing required. */
1982         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
1983         local_irq_restore(flags);
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1988  */
1989 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1990 {
1991         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 0);
1992 }
1993 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1994
1995 /*
1996  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
1997  */
1998 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1999 {
2000         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, 0);
2001 }
2002 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2003
2004 /*
2005  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2006  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2007  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2008  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2009  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2010  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2011  * some overhead: RCU still operates correctly.
2012  */
2013 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2014 {
2015         int ret;
2016
2017         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2018         preempt_disable();
2019         ret = num_online_cpus() <= 1;
2020         preempt_enable();
2021         return ret;
2022 }
2023
2024 /**
2025  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2026  *
2027  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2028  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2029  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2030  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2031  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2032  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2033  * rcu_read_lock_sched().
2034  *
2035  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2036  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
2037  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
2038  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
2039  * handlers can run in process context, and can block.
2040  *
2041  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2042  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2043  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2044  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2045  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2046  */
2047 void synchronize_sched(void)
2048 {
2049         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2050                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2051                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2052                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2053         if (rcu_blocking_is_gp())
2054                 return;
2055         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2056 }
2057 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2058
2059 /**
2060  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2061  *
2062  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2063  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2064  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2065  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2066  * and may be nested.
2067  */
2068 void synchronize_rcu_bh(void)
2069 {
2070         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2071                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2072                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2073                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2074         if (rcu_blocking_is_gp())
2075                 return;
2076         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2077 }
2078 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2079
2080 static atomic_t sync_sched_expedited_started = ATOMIC_INIT(0);
2081 static atomic_t sync_sched_expedited_done = ATOMIC_INIT(0);
2082
2083 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2084 {
2085         /*
2086          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2087          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2088          * time that it returns.
2089          *
2090          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2091          * above condition is already met when the control reaches
2092          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2093          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2094          * robustness against future implementation changes.
2095          */
2096         smp_mb(); /* See above comment block. */
2097         return 0;
2098 }
2099
2100 /**
2101  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2102  *
2103  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2104  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2105  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2106  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2107  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2108  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2109  * synchronize_sched() instead.
2110  *
2111  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2112  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2113  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2114  * these restriction will result in deadlock.
2115  *
2116  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2117  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2118  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2119  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2120  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2121  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2122  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2123  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2124  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2125  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2126  *
2127  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2128  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2129  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2130  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2131  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2132  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2133  * doing our work for us.
2134  *
2135  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2136  */
2137 void synchronize_sched_expedited(void)
2138 {
2139         int firstsnap, s, snap, trycount = 0;
2140
2141         /* Note that atomic_inc_return() implies full memory barrier. */
2142         firstsnap = snap = atomic_inc_return(&sync_sched_expedited_started);
2143         get_online_cpus();
2144         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2145
2146         /*
2147          * Each pass through the following loop attempts to force a
2148          * context switch on each CPU.
2149          */
2150         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2151                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2152                              NULL) == -EAGAIN) {
2153                 put_online_cpus();
2154
2155                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2156                 if (trycount++ < 10) {
2157                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2158                 } else {
2159                         synchronize_sched();
2160                         return;
2161                 }
2162
2163                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2164                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2165                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)firstsnap)) {
2166                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2167                         return;
2168                 }
2169
2170                 /*
2171                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2172                  * callers to piggyback on our grace period.  We subtract
2173                  * 1 to get the same token that the last incrementer got.
2174                  * We retry after they started, so our grace period works
2175                  * for them, and they started after our first try, so their
2176                  * grace period works for us.
2177                  */
2178                 get_online_cpus();
2179                 snap = atomic_read(&sync_sched_expedited_started);
2180                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2181         }
2182
2183         /*
2184          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2185          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2186          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2187          * than we did beat us to the punch.
2188          */
2189         do {
2190                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2191                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)snap)) {
2192                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2193                         break;
2194                 }
2195         } while (atomic_cmpxchg(&sync_sched_expedited_done, s, snap) != s);
2196
2197         put_online_cpus();
2198 }
2199 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2200
2201 /*
2202  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2203  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2204  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2205  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2206  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2207  */
2208 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2209 {
2210         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2211
2212         rdp->n_rcu_pending++;
2213
2214         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2215         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2216
2217         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2218         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2219             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2220                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2221         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2222                 rdp->n_rp_report_qs++;
2223                 return 1;
2224         }
2225
2226         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2227         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2228                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2229                 return 1;
2230         }
2231
2232         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2233         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2234                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2235                 return 1;
2236         }
2237
2238         /* Has another RCU grace period completed?  */
2239         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2240                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2241                 return 1;
2242         }
2243
2244         /* Has a new RCU grace period started? */
2245         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2246                 rdp->n_rp_gp_started++;
2247                 return 1;
2248         }
2249
2250         /* nothing to do */
2251         rdp->n_rp_need_nothing++;
2252         return 0;
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2257  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2258  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2259  */
2260 static int rcu_pending(int cpu)
2261 {
2262         struct rcu_state *rsp;
2263
2264         for_each_rcu_flavor(rsp)
2265                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2266                         return 1;
2267         return 0;
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2272  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2273  * 1 if so.
2274  */
2275 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2276 {
2277         struct rcu_state *rsp;
2278
2279         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2280         for_each_rcu_flavor(rsp)
2281                 if (per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->nxtlist)
2282                         return 1;
2283         return 0;
2284 }
2285
2286 /*
2287  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2288  * the compiler is expected to optimize this away.
2289  */
2290 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2291                                int cpu, unsigned long done)
2292 {
2293         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2294                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2295 }
2296
2297 /*
2298  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2299  * up the task executing _rcu_barrier().
2300  */
2301 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2302 {
2303         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2304         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2305
2306         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2307                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2308                 complete(&rsp->barrier_completion);
2309         } else {
2310                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2311         }
2312 }
2313
2314 /*
2315  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2316  */
2317 static void rcu_barrier_func(void *type)
2318 {
2319         struct rcu_state *rsp = type;
2320         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2321
2322         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2323         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2324         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2329  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2330  */
2331 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2332 {
2333         int cpu;
2334         unsigned long flags;
2335         struct rcu_data *rdp;
2336         struct rcu_data rd;
2337         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2338         unsigned long snap_done;
2339
2340         init_rcu_head_on_stack(&rd.barrier_head);
2341         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2342
2343         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2344         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2345
2346         /*
2347          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2348          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2349          */
2350         smp_mb();  /* See above block comment. */
2351
2352         /*
2353          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2354          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2355          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2356          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2357          */
2358         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2359         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2360         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2361                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2362                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2363                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2364                 return;
2365         }
2366
2367         /*
2368          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2369          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2370          * the increment to precede the early-exit check.
2371          */
2372         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2373         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2374         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2375         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2376
2377         /*
2378          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2379          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2380          * (or preemption of this task).  Also flag this task as doing
2381          * an rcu_barrier().  This will prevent anyone else from adopting
2382          * orphaned callbacks, which could cause otherwise failure if a
2383          * CPU went offline and quickly came back online.  To see this,
2384          * consider the following sequence of events:
2385          *
2386          * 1.   We cause CPU 0 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2387          * 2.   CPU 1 goes offline, orphaning its callbacks.
2388          * 3.   CPU 0 adopts CPU 1's orphaned callbacks.
2389          * 4.   CPU 1 comes back online.
2390          * 5.   We cause CPU 1 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2391          * 6.   Both rcu_barrier_callback() callbacks are invoked, awakening
2392          *      us -- but before CPU 1's orphaned callbacks are invoked!!!
2393          */
2394         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2395         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2396         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2397         rsp->rcu_barrier_in_progress = current;
2398         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2399
2400         /*
2401          * Force every CPU with callbacks to register a new callback
2402          * that will tell us when all the preceding callbacks have
2403          * been invoked.  If an offline CPU has callbacks, wait for
2404          * it to either come back online or to finish orphaning those
2405          * callbacks.
2406          */
2407         for_each_possible_cpu(cpu) {
2408                 preempt_disable();
2409                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2410                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
2411                         _rcu_barrier_trace(rsp, "Offline", cpu,
2412                                            rsp->n_barrier_done);
2413                         preempt_enable();
2414                         while (cpu_is_offline(cpu) && ACCESS_ONCE(rdp->qlen))
2415                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2416                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2417                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2418                                            rsp->n_barrier_done);
2419                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2420                         preempt_enable();
2421                 } else {
2422                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2423                                            rsp->n_barrier_done);
2424                         preempt_enable();
2425                 }
2426         }
2427
2428         /*
2429          * Now that all online CPUs have rcu_barrier_callback() callbacks
2430          * posted, we can adopt all of the orphaned callbacks and place
2431          * an rcu_barrier_callback() callback after them.  When that is done,
2432          * we are guaranteed to have an rcu_barrier_callback() callback
2433          * following every callback that could possibly have been
2434          * registered before _rcu_barrier() was called.
2435          */
2436         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2437         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
2438         rsp->rcu_barrier_in_progress = NULL;
2439         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2440         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2441         smp_mb__after_atomic_inc(); /* Ensure atomic_inc() before callback. */
2442         rd.rsp = rsp;
2443         rsp->call(&rd.barrier_head, rcu_barrier_callback);
2444
2445         /*
2446          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2447          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2448          */
2449         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2450                 complete(&rsp->barrier_completion);
2451
2452         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2453         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2454         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2455         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2456         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2457         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2458
2459         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2460         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2461
2462         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2463         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2464
2465         destroy_rcu_head_on_stack(&rd.barrier_head);
2466 }
2467
2468 /**
2469  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2470  */
2471 void rcu_barrier_bh(void)
2472 {
2473         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2474 }
2475 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2476
2477 /**
2478  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2479  */
2480 void rcu_barrier_sched(void)
2481 {
2482         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2483 }
2484 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2485
2486 /*
2487  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2488  */
2489 static void __init
2490 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2491 {
2492         unsigned long flags;
2493         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2494         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2495
2496         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2497         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2498         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2499         init_callback_list(rdp);
2500         rdp->qlen_lazy = 0;
2501         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2502         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2503         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2504         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2505         rdp->cpu = cpu;
2506         rdp->rsp = rsp;
2507         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2508 }
2509
2510 /*
2511  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2512  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2513  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2514  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2515  */
2516 static void __cpuinit
2517 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2518 {
2519         unsigned long flags;
2520         unsigned long mask;
2521         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2522         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2523
2524         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2525         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2526         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2527         rdp->preemptible = preemptible;
2528         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2529         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2530         rdp->blimit = blimit;
2531         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2532         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2533                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2534         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2535         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2536
2537         /*
2538          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2539          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2540          */
2541
2542         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2543         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2544
2545         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2546         rnp = rdp->mynode;
2547         mask = rdp->grpmask;
2548         do {
2549                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2550                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2551                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2552                 mask = rnp->grpmask;
2553                 if (rnp == rdp->mynode) {
2554                         /*
2555                          * If there is a grace period in progress, we will
2556                          * set up to wait for it next time we run the
2557                          * RCU core code.
2558                          */
2559                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2560                         rdp->completed = rnp->completed;
2561                         rdp->passed_quiesce = 0;
2562                         rdp->qs_pending = 0;
2563                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2564                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2565                 }
2566                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2567                 rnp = rnp->parent;
2568         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2569
2570         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2571 }
2572
2573 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2574 {
2575         struct rcu_state *rsp;
2576
2577         for_each_rcu_flavor(rsp)
2578                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2579                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2580 }
2581
2582 /*
2583  * Handle CPU online/offline notification events.
2584  */
2585 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2586                                     unsigned long action, void *hcpu)
2587 {
2588         long cpu = (long)hcpu;
2589         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2590         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2591         struct rcu_state *rsp;
2592
2593         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2594         switch (action) {
2595         case CPU_UP_PREPARE:
2596         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2597                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2598                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2599                 break;
2600         case CPU_ONLINE:
2601         case CPU_DOWN_FAILED:
2602                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2603                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2604                 break;
2605         case CPU_DOWN_PREPARE:
2606                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2607                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2608                 break;
2609         case CPU_DYING:
2610         case CPU_DYING_FROZEN:
2611                 /*
2612                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2613                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2614                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2615                  */
2616                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2617                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
2618                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2619                 break;
2620         case CPU_DEAD:
2621         case CPU_DEAD_FROZEN:
2622         case CPU_UP_CANCELED:
2623         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2624                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2625                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
2626                 break;
2627         default:
2628                 break;
2629         }
2630         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2631         return NOTIFY_OK;
2632 }
2633
2634 /*
2635  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
2636  */
2637 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
2638 {
2639         unsigned long flags;
2640         struct rcu_node *rnp;
2641         struct rcu_state *rsp;
2642         struct task_struct *t;
2643
2644         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2645                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
2646                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2647                 rnp = rcu_get_root(rsp);
2648                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2649                 rsp->gp_kthread = t;
2650                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2651         }
2652         return 0;
2653 }
2654 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
2655
2656 /*
2657  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2658  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2659  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2660  * task is booting the system).  After this function is called, the
2661  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2662  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2663  */
2664 void rcu_scheduler_starting(void)
2665 {
2666         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2667         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2668         rcu_scheduler_active = 1;
2669 }
2670
2671 /*
2672  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2673  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2674  */
2675 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2676 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2677 {
2678         int i;
2679
2680         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
2681                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2682         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
2683 }
2684 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2685 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2686 {
2687         int ccur;
2688         int cprv;
2689         int i;
2690
2691         cprv = NR_CPUS;
2692         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2693                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2694                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2695                 cprv = ccur;
2696         }
2697 }
2698 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2699
2700 /*
2701  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2702  */
2703 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2704                 struct rcu_data __percpu *rda)
2705 {
2706         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2707                                "rcu_node_level_1",
2708                                "rcu_node_level_2",
2709                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2710         int cpustride = 1;
2711         int i;
2712         int j;
2713         struct rcu_node *rnp;
2714
2715         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2716
2717         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2718
2719         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
2720                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
2721         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
2722                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2723         rcu_init_levelspread(rsp);
2724
2725         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2726
2727         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2728                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2729                 rnp = rsp->level[i];
2730                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2731                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2732                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2733                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2734                         rnp->gpnum = 0;
2735                         rnp->qsmask = 0;
2736                         rnp->qsmaskinit = 0;
2737                         rnp->grplo = j * cpustride;
2738                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2739                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2740                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2741                         if (i == 0) {
2742                                 rnp->grpnum = 0;
2743                                 rnp->grpmask = 0;
2744                                 rnp->parent = NULL;
2745                         } else {
2746                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2747                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2748                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2749                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2750                         }
2751                         rnp->level = i;
2752                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2753                 }
2754         }
2755
2756         rsp->rda = rda;
2757         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
2758         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
2759         for_each_possible_cpu(i) {
2760                 while (i > rnp->grphi)
2761                         rnp++;
2762                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2763                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2764         }
2765         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
2766 }
2767
2768 /*
2769  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
2770  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
2771  * the ->node array in the rcu_state structure.
2772  */
2773 static void __init rcu_init_geometry(void)
2774 {
2775         int i;
2776         int j;
2777         int n = nr_cpu_ids;
2778         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
2779
2780         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
2781         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF)
2782                 return;
2783
2784         /*
2785          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
2786          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
2787          * some of the arithmetic easier.
2788          */
2789         rcu_capacity[0] = 1;
2790         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
2791         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2792                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
2793
2794         /*
2795          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
2796          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
2797          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
2798          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
2799          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
2800          * compile-time values if these limits are exceeded.
2801          */
2802         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
2803             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
2804             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
2805                 WARN_ON(1);
2806                 return;
2807         }
2808
2809         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
2810         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2811                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
2812                         for (j = 0; j <= i; j++)
2813                                 num_rcu_lvl[j] =
2814                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
2815                         rcu_num_lvls = i;
2816                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
2817                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
2818                         break;
2819                 }
2820
2821         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
2822         rcu_num_nodes = 0;
2823         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2824                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
2825         rcu_num_nodes -= n;
2826 }
2827
2828 void __init rcu_init(void)
2829 {
2830         int cpu;
2831
2832         rcu_bootup_announce();
2833         rcu_init_geometry();
2834         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2835         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2836         __rcu_init_preempt();
2837          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2838
2839         /*
2840          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2841          * this is called early in boot, before either interrupts
2842          * or the scheduler are operational.
2843          */
2844         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2845         for_each_online_cpu(cpu)
2846                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2847         check_cpu_stall_init();
2848 }
2849
2850 #include "rcutree_plugin.h"