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