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