rcu: Irq nesting is always 0 on rcu_enter_idle_common
[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
54 #include "rcutree.h"
55 #include <trace/events/rcu.h>
56
57 #include "rcu.h"
58
59 /* Data structures. */
60
61 static struct lock_class_key rcu_node_class[NUM_RCU_LVLS];
62
63 #define RCU_STATE_INITIALIZER(structname) { \
64         .level = { &structname##_state.node[0] }, \
65         .levelcnt = { \
66                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
67                 NUM_RCU_LVL_1, \
68                 NUM_RCU_LVL_2, \
69                 NUM_RCU_LVL_3, \
70                 NUM_RCU_LVL_4, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
71         }, \
72         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
73         .gpnum = -300, \
74         .completed = -300, \
75         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.onofflock), \
76         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.fqslock), \
77         .n_force_qs = 0, \
78         .n_force_qs_ngp = 0, \
79         .name = #structname, \
80 }
81
82 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched);
83 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
84
85 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh);
86 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
87
88 static struct rcu_state *rcu_state;
89
90 /*
91  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
92  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
93  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
94  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
95  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
96  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
97  * positives from lockdep-RCU error checking.
98  */
99 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
100 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
101
102 /*
103  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
104  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
105  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
106  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
107  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
108  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
109  *
110  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
111  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
112  * a time.
113  */
114 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
115
116 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
117
118 /*
119  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
120  * handle all flavors of RCU.
121  */
122 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
123 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
124 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
125 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
126 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
127
128 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
129
130 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
131 static void invoke_rcu_core(void);
132 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
133
134 /*
135  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
136  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
137  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
138  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
139  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
140  * These variables enable correlating rcutorture output with the
141  * RCU tracing information.
142  */
143 unsigned long rcutorture_testseq;
144 unsigned long rcutorture_vernum;
145
146 /*
147  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
148  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
149  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
150  */
151 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
152 {
153         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
154 }
155
156 /*
157  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
158  * how many quiescent states passed, just if there was at least
159  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
160  * The caller must have disabled preemption.
161  */
162 void rcu_sched_qs(int cpu)
163 {
164         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
165
166         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
167         barrier();
168         if (rdp->passed_quiesce == 0)
169                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
170         rdp->passed_quiesce = 1;
171 }
172
173 void rcu_bh_qs(int cpu)
174 {
175         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
176
177         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
178         barrier();
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 /*
185  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
186  * and requires special handling for preemptible RCU.
187  * The caller must have disabled preemption.
188  */
189 void rcu_note_context_switch(int cpu)
190 {
191         trace_rcu_utilization("Start context switch");
192         rcu_sched_qs(cpu);
193         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
194         trace_rcu_utilization("End context switch");
195 }
196 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
197
198 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
199         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_NESTING,
200         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
201 };
202
203 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
204 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
205 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
206
207 module_param(blimit, int, 0);
208 module_param(qhimark, int, 0);
209 module_param(qlowmark, int, 0);
210
211 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
212 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
213
214 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
215 static int rcu_pending(int cpu);
216
217 /*
218  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
219  */
220 long rcu_batches_completed_sched(void)
221 {
222         return rcu_sched_state.completed;
223 }
224 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
225
226 /*
227  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
228  */
229 long rcu_batches_completed_bh(void)
230 {
231         return rcu_bh_state.completed;
232 }
233 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
234
235 /*
236  * Force a quiescent state for RCU BH.
237  */
238 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
239 {
240         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
241 }
242 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
243
244 /*
245  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
246  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
247  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
248  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
249  * store this state in rcutorture itself.
250  */
251 void rcutorture_record_test_transition(void)
252 {
253         rcutorture_testseq++;
254         rcutorture_vernum = 0;
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
257
258 /*
259  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
260  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
261  * messages.
262  */
263 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
264 {
265         rcutorture_vernum++;
266 }
267 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
268
269 /*
270  * Force a quiescent state for RCU-sched.
271  */
272 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
273 {
274         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
277
278 /*
279  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
280  */
281 static int
282 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
283 {
284         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
285 }
286
287 /*
288  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
289  */
290 static int
291 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
292 {
293         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
294 }
295
296 /*
297  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
298  */
299 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
300 {
301         return &rsp->node[0];
302 }
303
304 #ifdef CONFIG_SMP
305
306 /*
307  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
308  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
309  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
310  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
311  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
312  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
313  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
314  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
315  * each and every time we start a new grace period.
316  */
317 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
318 {
319         /*
320          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
321          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
322          */
323         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
324                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
325                 rdp->offline_fqs++;
326                 return 1;
327         }
328
329         /*
330          * The CPU is online, so send it a reschedule IPI.  This forces
331          * it through the scheduler, and (inefficiently) also handles cases
332          * where idle loops fail to inform RCU about the CPU being idle.
333          */
334         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
335                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
336         else
337                 set_need_resched();
338         rdp->resched_ipi++;
339         return 0;
340 }
341
342 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
343
344 /*
345  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
346  *
347  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
348  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
349  * The caller must have disabled interrupts.
350  */
351 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
352 {
353         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
354         if (!is_idle_task(current)) {
355                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
356
357                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
358                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
359                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
360                           current->pid, current->comm,
361                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
362         }
363         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
364         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
365         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
366         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
367         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
368         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
369 }
370
371 /**
372  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
373  *
374  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
375  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
376  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
377  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
378  *
379  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
380  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
381  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
382  */
383 void rcu_idle_enter(void)
384 {
385         unsigned long flags;
386         long long oldval;
387         struct rcu_dynticks *rdtp;
388
389         local_irq_save(flags);
390         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
391         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
392         rdtp->dynticks_nesting = 0;
393         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
394         local_irq_restore(flags);
395 }
396
397 /**
398  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
399  *
400  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
401  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
402  * sections can occur.
403  *
404  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
405  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
406  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
407  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
408  *
409  * Use things like work queues to work around this limitation.
410  *
411  * You have been warned.
412  */
413 void rcu_irq_exit(void)
414 {
415         unsigned long flags;
416         long long oldval;
417         struct rcu_dynticks *rdtp;
418
419         local_irq_save(flags);
420         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
421         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
422         rdtp->dynticks_nesting--;
423         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
424         if (rdtp->dynticks_nesting)
425                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
426         else
427                 rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
428         local_irq_restore(flags);
429 }
430
431 /*
432  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
433  *
434  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
435  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
436  * The caller must have disabled interrupts.
437  */
438 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
439 {
440         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
441         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
442         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
443         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
444         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
445         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
446         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
447         if (!is_idle_task(current)) {
448                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
449
450                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
451                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
452                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
453                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
454                           current->pid, current->comm,
455                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
456         }
457 }
458
459 /**
460  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
461  *
462  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
463  * read-side critical sections can occur.
464  *
465  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NESTING to
466  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
467  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
468  * now starting.
469  */
470 void rcu_idle_exit(void)
471 {
472         unsigned long flags;
473         struct rcu_dynticks *rdtp;
474         long long oldval;
475
476         local_irq_save(flags);
477         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
478         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
479         WARN_ON_ONCE(oldval != 0);
480         rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_NESTING;
481         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
482         local_irq_restore(flags);
483 }
484
485 /**
486  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
487  *
488  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
489  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
490  * sections can occur.
491  *
492  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
493  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
494  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
495  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
496  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
497  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
498  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
499  *
500  * Use things like work queues to work around this limitation.
501  *
502  * You have been warned.
503  */
504 void rcu_irq_enter(void)
505 {
506         unsigned long flags;
507         struct rcu_dynticks *rdtp;
508         long long oldval;
509
510         local_irq_save(flags);
511         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
512         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
513         rdtp->dynticks_nesting++;
514         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
515         if (oldval)
516                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
517         else
518                 rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
519         local_irq_restore(flags);
520 }
521
522 /**
523  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
524  *
525  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
526  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
527  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
528  */
529 void rcu_nmi_enter(void)
530 {
531         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
532
533         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
534             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
535                 return;
536         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
537         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
538         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
539         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
540         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
541         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
542 }
543
544 /**
545  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
546  *
547  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
548  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
549  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
550  */
551 void rcu_nmi_exit(void)
552 {
553         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
554
555         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
556             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
557                 return;
558         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
559         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
560         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
561         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
562         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
563 }
564
565 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
566
567 /**
568  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
569  *
570  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
571  * or NMI handler, return true.
572  */
573 int rcu_is_cpu_idle(void)
574 {
575         int ret;
576
577         preempt_disable();
578         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
579         preempt_enable();
580         return ret;
581 }
582 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
583
584 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
585
586 /**
587  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
588  *
589  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
590  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
591  * disabled preemption.
592  */
593 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
594 {
595         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
596 }
597
598 #ifdef CONFIG_SMP
599
600 /*
601  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
602  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
603  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
604  */
605 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
606 {
607         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
608         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
609 }
610
611 /*
612  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
613  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
614  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
615  * for this same CPU.
616  */
617 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
618 {
619         unsigned int curr;
620         unsigned int snap;
621
622         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
623         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
624
625         /*
626          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
627          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
628          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
629          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
630          * read-side critical section that started before the beginning
631          * of the current RCU grace period.
632          */
633         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
634                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
635                 rdp->dynticks_fqs++;
636                 return 1;
637         }
638
639         /* Go check for the CPU being offline. */
640         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
641 }
642
643 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
644
645 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
646
647 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
648 {
649         rsp->gp_start = jiffies;
650         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
651 }
652
653 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
654 {
655         int cpu;
656         long delta;
657         unsigned long flags;
658         int ndetected;
659         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
660
661         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
662
663         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
664         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
665         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
666                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
667                 return;
668         }
669         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
670
671         /*
672          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
673          * due to CPU offlining.
674          */
675         ndetected = rcu_print_task_stall(rnp);
676         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
677
678         /*
679          * OK, time to rat on our buddy...
680          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
681          * RCU CPU stall warnings.
682          */
683         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks: {",
684                rsp->name);
685         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
686                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
687                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
688                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
689                 if (rnp->qsmask == 0)
690                         continue;
691                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
692                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
693                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
694                                 ndetected++;
695                         }
696         }
697         printk("} (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
698                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
699         if (ndetected == 0)
700                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
701         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
702                 dump_stack();
703
704         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
705
706         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
707
708         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
709 }
710
711 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
712 {
713         unsigned long flags;
714         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
715
716         /*
717          * OK, time to rat on ourselves...
718          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
719          * RCU CPU stall warnings.
720          */
721         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stall on CPU %d (t=%lu jiffies)\n",
722                rsp->name, smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
723         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
724                 dump_stack();
725
726         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
727         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
728                 rsp->jiffies_stall =
729                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
730         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
731
732         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
733 }
734
735 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
736 {
737         unsigned long j;
738         unsigned long js;
739         struct rcu_node *rnp;
740
741         if (rcu_cpu_stall_suppress)
742                 return;
743         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
744         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
745         rnp = rdp->mynode;
746         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
747
748                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
749                 print_cpu_stall(rsp);
750
751         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
752                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
753
754                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
755                 print_other_cpu_stall(rsp);
756         }
757 }
758
759 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
760 {
761         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
762         return NOTIFY_DONE;
763 }
764
765 /**
766  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
767  *
768  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
769  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
770  * RCU grace periods.
771  *
772  * The caller must disable hard irqs.
773  */
774 void rcu_cpu_stall_reset(void)
775 {
776         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
777         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
778         rcu_preempt_stall_reset();
779 }
780
781 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
782         .notifier_call = rcu_panic,
783 };
784
785 static void __init check_cpu_stall_init(void)
786 {
787         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
788 }
789
790 /*
791  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
792  * This is used both when we started the grace period and when we notice
793  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
794  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
795  *  and must have irqs disabled.
796  */
797 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
798 {
799         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
800                 /*
801                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
802                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
803                  * go looking for one.
804                  */
805                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
806                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
807                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
808                         rdp->qs_pending = 1;
809                         rdp->passed_quiesce = 0;
810                 } else
811                         rdp->qs_pending = 0;
812         }
813 }
814
815 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
816 {
817         unsigned long flags;
818         struct rcu_node *rnp;
819
820         local_irq_save(flags);
821         rnp = rdp->mynode;
822         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
823             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
824                 local_irq_restore(flags);
825                 return;
826         }
827         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
828         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
829 }
830
831 /*
832  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
833  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
834  * on the CPU corresponding to rdp.
835  */
836 static int
837 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
838 {
839         unsigned long flags;
840         int ret = 0;
841
842         local_irq_save(flags);
843         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
844                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
845                 ret = 1;
846         }
847         local_irq_restore(flags);
848         return ret;
849 }
850
851 /*
852  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
853  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
854  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
855  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
856  */
857 static void
858 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
859 {
860         /* Did another grace period end? */
861         if (rdp->completed != rnp->completed) {
862
863                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
864                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
865                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
866                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
867
868                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
869                 rdp->completed = rnp->completed;
870                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
871
872                 /*
873                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
874                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
875                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
876                  * spurious new grace periods.  If another grace period
877                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
878                  * we will detect this later on.
879                  */
880                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
881                         rdp->gpnum = rdp->completed;
882
883                 /*
884                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
885                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
886                  */
887                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
888                         rdp->qs_pending = 0;
889         }
890 }
891
892 /*
893  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
894  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
895  * belongs.
896  */
897 static void
898 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
899 {
900         unsigned long flags;
901         struct rcu_node *rnp;
902
903         local_irq_save(flags);
904         rnp = rdp->mynode;
905         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
906             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
907                 local_irq_restore(flags);
908                 return;
909         }
910         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
911         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
912 }
913
914 /*
915  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
916  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
917  * this CPU.
918  */
919 static void
920 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
921 {
922         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
923         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
924
925         /*
926          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
927          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
928          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
929          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
930          *
931          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
932          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
933          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
934          * by the next RCU grace period.
935          */
936         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
937         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
938
939         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
940         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
941 }
942
943 /*
944  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
945  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
946  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
947  * be disabled.
948  */
949 static void
950 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
951         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
952 {
953         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
954         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
955
956         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
957             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
958                 /*
959                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
960                  * non-idle task or this CPU does not need another
961                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
962                  * period.
963                  */
964                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
965                 return;
966         }
967
968         if (rsp->fqs_active) {
969                 /*
970                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
971                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
972                  */
973                 rsp->fqs_need_gp = 1;
974                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
975                 return;
976         }
977
978         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
979         rsp->gpnum++;
980         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
981         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
982         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
983         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
984         record_gp_stall_check_time(rsp);
985
986         /* Special-case the common single-level case. */
987         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
988                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
989                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
990                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
991                 rnp->completed = rsp->completed;
992                 rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK */
993                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
994                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
995                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
996                                             rnp->level, rnp->grplo,
997                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
998                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
999                 return;
1000         }
1001
1002         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
1003
1004
1005         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1006         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
1007
1008         /*
1009          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1010          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1011          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
1012          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
1013          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
1014          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
1015          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1016          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1017          * CPU-hotplug operations.
1018          *
1019          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1020          * the initialization process, as there will be at least one
1021          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1022          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1023          * irqs disabled.
1024          */
1025         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1026                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1027                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1028                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1029                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1030                 rnp->completed = rsp->completed;
1031                 if (rnp == rdp->mynode)
1032                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1033                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1034                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1035                                             rnp->level, rnp->grplo,
1036                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1037                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1038         }
1039
1040         rnp = rcu_get_root(rsp);
1041         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1042         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1043         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1044         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1045 }
1046
1047 /*
1048  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1049  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1050  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1051  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1052  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1053  */
1054 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1055         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1056 {
1057         unsigned long gp_duration;
1058         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1059         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1060
1061         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1062
1063         /*
1064          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1065          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1066          */
1067         smp_mb(); /* See above block comment. */
1068         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1069         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1070                 rsp->gp_max = gp_duration;
1071
1072         /*
1073          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1074          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1075          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1076          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1077          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1078          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1079          *
1080          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1081          * care of this while initializing the next grace period.
1082          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1083          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1084          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1085          * completed.
1086          */
1087         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1088                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1089
1090                 /*
1091                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1092                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1093                  * of the next grace period to process their callbacks.
1094                  */
1095                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1096                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1097                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1098                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1099                 }
1100                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1101                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1102         }
1103
1104         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1105         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1106         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1107         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1108 }
1109
1110 /*
1111  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1112  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1113  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1114  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1115  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1116  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1117  */
1118 static void
1119 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1120                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1121         __releases(rnp->lock)
1122 {
1123         struct rcu_node *rnp_c;
1124
1125         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1126         for (;;) {
1127                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1128
1129                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1130                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1131                         return;
1132                 }
1133                 rnp->qsmask &= ~mask;
1134                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1135                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1136                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1137                                                  !!rnp->gp_tasks);
1138                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1139
1140                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1141                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1142                         return;
1143                 }
1144                 mask = rnp->grpmask;
1145                 if (rnp->parent == NULL) {
1146
1147                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1148
1149                         break;
1150                 }
1151                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1152                 rnp_c = rnp;
1153                 rnp = rnp->parent;
1154                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1155                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1156         }
1157
1158         /*
1159          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1160          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1161          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1162          */
1163         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1164 }
1165
1166 /*
1167  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1168  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1169  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1170  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1171  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1172  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1173  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1174  */
1175 static void
1176 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1177 {
1178         unsigned long flags;
1179         unsigned long mask;
1180         struct rcu_node *rnp;
1181
1182         rnp = rdp->mynode;
1183         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1184         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1185
1186                 /*
1187                  * The grace period in which this quiescent state was
1188                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1189                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1190                  * within the current grace period.
1191                  */
1192                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1193                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1194                 return;
1195         }
1196         mask = rdp->grpmask;
1197         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1198                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1199         } else {
1200                 rdp->qs_pending = 0;
1201
1202                 /*
1203                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1204                  * callbacks can be processed during the next GP.
1205                  */
1206                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1207
1208                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1209         }
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1214  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1215  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1216  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1217  */
1218 static void
1219 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1220 {
1221         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1222         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1223                 return;
1224
1225         /*
1226          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1227          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1228          */
1229         if (!rdp->qs_pending)
1230                 return;
1231
1232         /*
1233          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1234          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1235          */
1236         if (!rdp->passed_quiesce)
1237                 return;
1238
1239         /*
1240          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1241          * judge of that).
1242          */
1243         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1244 }
1245
1246 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1247
1248 /*
1249  * Move a dying CPU's RCU callbacks to online CPU's callback list.
1250  * Synchronization is not required because this function executes
1251  * in stop_machine() context.
1252  */
1253 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1254 {
1255         int i;
1256         /* current DYING CPU is cleared in the cpu_online_mask */
1257         int receive_cpu = cpumask_any(cpu_online_mask);
1258         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1259         struct rcu_data *receive_rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, receive_cpu);
1260
1261         if (rdp->nxtlist == NULL)
1262                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
1263
1264         *receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
1265         receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1266         receive_rdp->qlen += rdp->qlen;
1267         receive_rdp->n_cbs_adopted += rdp->qlen;
1268         rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1269
1270         rdp->nxtlist = NULL;
1271         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1272                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1273         rdp->qlen = 0;
1274 }
1275
1276 /*
1277  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
1278  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
1279  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1280  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1281  */
1282 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1283 {
1284         unsigned long flags;
1285         unsigned long mask;
1286         int need_report = 0;
1287         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1288         struct rcu_node *rnp;
1289
1290         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1291
1292         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1293         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1294
1295         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1296         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
1297         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1298         do {
1299                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1300                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1301                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1302                         if (rnp != rdp->mynode)
1303                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1304                         else
1305                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1306                                                        rnp->gpnum + 1 -
1307                                                        !!(rnp->qsmask & mask),
1308                                                        "cpuofl");
1309                         break;
1310                 }
1311                 if (rnp == rdp->mynode) {
1312                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1313                                                rnp->gpnum + 1 -
1314                                                !!(rnp->qsmask & mask),
1315                                                "cpuofl");
1316                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1317                 } else
1318                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1319                 mask = rnp->grpmask;
1320                 rnp = rnp->parent;
1321         } while (rnp != NULL);
1322
1323         /*
1324          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1325          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1326          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1327          * held leads to deadlock.
1328          */
1329         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1330         rnp = rdp->mynode;
1331         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1332                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1333         else
1334                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1335         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1336                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1337         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1338 }
1339
1340 /*
1341  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
1342  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
1343  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
1344  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
1345  */
1346 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1347 {
1348         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
1349         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
1350         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
1351 }
1352
1353 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1354
1355 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1356 {
1357 }
1358
1359 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1360 {
1361 }
1362
1363 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1364
1365 /*
1366  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1367  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1368  */
1369 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1370 {
1371         unsigned long flags;
1372         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1373         int bl, count;
1374
1375         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1376         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1377                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, 0, 0);
1378                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0);
1379                 return;
1380         }
1381
1382         /*
1383          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1384          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1385          */
1386         local_irq_save(flags);
1387         bl = rdp->blimit;
1388         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen, bl);
1389         list = rdp->nxtlist;
1390         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1391         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1392         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1393         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1394                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1395                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1396         local_irq_restore(flags);
1397
1398         /* Invoke callbacks. */
1399         count = 0;
1400         while (list) {
1401                 next = list->next;
1402                 prefetch(next);
1403                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1404                 __rcu_reclaim(rsp->name, list);
1405                 list = next;
1406                 if (++count >= bl)
1407                         break;
1408         }
1409
1410         local_irq_save(flags);
1411         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count);
1412
1413         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1414         rdp->qlen -= count;
1415         rdp->n_cbs_invoked += count;
1416         if (list != NULL) {
1417                 *tail = rdp->nxtlist;
1418                 rdp->nxtlist = list;
1419                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1420                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1421                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1422                         else
1423                                 break;
1424         }
1425
1426         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1427         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1428                 rdp->blimit = blimit;
1429
1430         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1431         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1432                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1433                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1434         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1435                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1436
1437         local_irq_restore(flags);
1438
1439         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1440         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1441                 invoke_rcu_core();
1442 }
1443
1444 /*
1445  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1446  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1447  * Also schedule RCU core processing.
1448  *
1449  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1450  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1451  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1452  */
1453 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1454 {
1455         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1456         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1457
1458                 /*
1459                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1460                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1461                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1462                  * a quiescent state, so note it.
1463                  *
1464                  * No memory barrier is required here because both
1465                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1466                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1467                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1468                  */
1469
1470                 rcu_sched_qs(cpu);
1471                 rcu_bh_qs(cpu);
1472
1473         } else if (!in_softirq()) {
1474
1475                 /*
1476                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1477                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1478                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1479                  * critical section, so note it.
1480                  */
1481
1482                 rcu_bh_qs(cpu);
1483         }
1484         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1485         if (rcu_pending(cpu))
1486                 invoke_rcu_core();
1487         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1488 }
1489
1490 #ifdef CONFIG_SMP
1491
1492 /*
1493  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1494  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1495  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1496  *
1497  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1498  */
1499 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1500 {
1501         unsigned long bit;
1502         int cpu;
1503         unsigned long flags;
1504         unsigned long mask;
1505         struct rcu_node *rnp;
1506
1507         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1508                 mask = 0;
1509                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1510                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1511                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1512                         return;
1513                 }
1514                 if (rnp->qsmask == 0) {
1515                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1516                         continue;
1517                 }
1518                 cpu = rnp->grplo;
1519                 bit = 1;
1520                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1521                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1522                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1523                                 mask |= bit;
1524                 }
1525                 if (mask != 0) {
1526
1527                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1528                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1529                         continue;
1530                 }
1531                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1532         }
1533         rnp = rcu_get_root(rsp);
1534         if (rnp->qsmask == 0) {
1535                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1536                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1537         }
1538 }
1539
1540 /*
1541  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1542  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1543  */
1544 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1545 {
1546         unsigned long flags;
1547         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1548
1549         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1550         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1551                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1552                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1553         }
1554         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1555                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1556                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1557                 return; /* Someone else is already on the job. */
1558         }
1559         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1560                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1561         rsp->n_force_qs++;
1562         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1563         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1564         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1565                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1566                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1567                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1568         }
1569         rsp->fqs_active = 1;
1570         switch (rsp->fqs_state) {
1571         case RCU_GP_IDLE:
1572         case RCU_GP_INIT:
1573
1574                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1575
1576         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1577                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1578                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1579
1580                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1581
1582                 /* Record dyntick-idle state. */
1583                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1584                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1585                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1586                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1587                 break;
1588
1589         case RCU_FORCE_QS:
1590
1591                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1592                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1593                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1594
1595                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1596
1597                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1598                 break;
1599         }
1600         rsp->fqs_active = 0;
1601         if (rsp->fqs_need_gp) {
1602                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1603                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1604                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1605                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1606                 return;
1607         }
1608         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1609 unlock_fqs_ret:
1610         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1611         trace_rcu_utilization("End fqs");
1612 }
1613
1614 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1615
1616 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1617 {
1618         set_need_resched();
1619 }
1620
1621 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1622
1623 /*
1624  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1625  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1626  * whom the rdp belongs.
1627  */
1628 static void
1629 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1630 {
1631         unsigned long flags;
1632
1633         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1634
1635         /*
1636          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1637          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1638          */
1639         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1640                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1641
1642         /*
1643          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1644          * period that some other CPU ended.
1645          */
1646         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1647
1648         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1649         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1650
1651         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1652         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1653                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1654                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1655         }
1656
1657         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1658         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1659                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1660 }
1661
1662 /*
1663  * Do RCU core processing for the current CPU.
1664  */
1665 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1666 {
1667         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1668         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1669                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1670         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1671         rcu_preempt_process_callbacks();
1672         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1677  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1678  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1679  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1680  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1681  */
1682 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1683 {
1684         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1685                 return;
1686         if (likely(!rsp->boost)) {
1687                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1688                 return;
1689         }
1690         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1691 }
1692
1693 static void invoke_rcu_core(void)
1694 {
1695         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1696 }
1697
1698 static void
1699 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1700            struct rcu_state *rsp)
1701 {
1702         unsigned long flags;
1703         struct rcu_data *rdp;
1704
1705         debug_rcu_head_queue(head);
1706         head->func = func;
1707         head->next = NULL;
1708
1709         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1710
1711         /*
1712          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1713          * Note that we might see a beginning right after we see an
1714          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1715          * a quiescent state betweentimes.
1716          */
1717         local_irq_save(flags);
1718         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1719
1720         /* Add the callback to our list. */
1721         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1722         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1723         rdp->qlen++;
1724
1725         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1726                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1727                                          rdp->qlen);
1728         else
1729                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen);
1730
1731         /* If interrupts were disabled, don't dive into RCU core. */
1732         if (irqs_disabled_flags(flags)) {
1733                 local_irq_restore(flags);
1734                 return;
1735         }
1736
1737         /*
1738          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1739          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1740          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1741          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1742          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1743          */
1744         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1745
1746                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1747                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1748                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1749
1750                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1751                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1752                         unsigned long nestflag;
1753                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1754
1755                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1756                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1757                 } else {
1758                         /* Give the grace period a kick. */
1759                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1760                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1761                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1762                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1763                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1764                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1765                 }
1766         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1767                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1768         local_irq_restore(flags);
1769 }
1770
1771 /*
1772  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1773  */
1774 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1775 {
1776         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1777 }
1778 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1779
1780 /*
1781  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1782  */
1783 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1784 {
1785         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1786 }
1787 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1788
1789 /**
1790  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1791  *
1792  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1793  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1794  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1795  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1796  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1797  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1798  * rcu_read_lock_sched().
1799  *
1800  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
1801  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
1802  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
1803  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
1804  * handlers can run in process context, and can block.
1805  *
1806  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
1807  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
1808  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
1809  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
1810  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
1811  */
1812 void synchronize_sched(void)
1813 {
1814         if (rcu_blocking_is_gp())
1815                 return;
1816         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
1817 }
1818 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
1819
1820 /**
1821  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
1822  *
1823  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
1824  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
1825  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
1826  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
1827  * and may be nested.
1828  */
1829 void synchronize_rcu_bh(void)
1830 {
1831         if (rcu_blocking_is_gp())
1832                 return;
1833         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
1834 }
1835 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
1836
1837 /*
1838  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1839  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1840  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1841  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1842  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1843  */
1844 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1845 {
1846         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1847
1848         rdp->n_rcu_pending++;
1849
1850         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1851         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1852
1853         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1854         if (rcu_scheduler_fully_active &&
1855             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
1856
1857                 /*
1858                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
1859                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
1860                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
1861                  */
1862                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1863                 if (!rdp->preemptible &&
1864                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
1865                                  jiffies))
1866                         set_need_resched();
1867         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
1868                 rdp->n_rp_report_qs++;
1869                 return 1;
1870         }
1871
1872         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1873         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1874                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1875                 return 1;
1876         }
1877
1878         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1879         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1880                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1881                 return 1;
1882         }
1883
1884         /* Has another RCU grace period completed?  */
1885         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1886                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1887                 return 1;
1888         }
1889
1890         /* Has a new RCU grace period started? */
1891         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1892                 rdp->n_rp_gp_started++;
1893                 return 1;
1894         }
1895
1896         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1897         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1898             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
1899                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1900                 return 1;
1901         }
1902
1903         /* nothing to do */
1904         rdp->n_rp_need_nothing++;
1905         return 0;
1906 }
1907
1908 /*
1909  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1910  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1911  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1912  */
1913 static int rcu_pending(int cpu)
1914 {
1915         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1916                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1917                rcu_preempt_pending(cpu);
1918 }
1919
1920 /*
1921  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1922  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1923  * 1 if so.
1924  */
1925 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
1926 {
1927         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1928         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1929                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1930                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1931 }
1932
1933 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1934 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1935 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1936 static struct completion rcu_barrier_completion;
1937
1938 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1939 {
1940         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1941                 complete(&rcu_barrier_completion);
1942 }
1943
1944 /*
1945  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1946  */
1947 static void rcu_barrier_func(void *type)
1948 {
1949         int cpu = smp_processor_id();
1950         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1951         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1952                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1953
1954         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1955         call_rcu_func = type;
1956         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1957 }
1958
1959 /*
1960  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1961  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1962  */
1963 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1964                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1965                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1966 {
1967         BUG_ON(in_interrupt());
1968         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1969         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1970         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1971         /*
1972          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1973          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1974          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1975          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1976          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1977          * did their increment, causing this function to return too
1978          * early.  Note that on_each_cpu() disables irqs, which prevents
1979          * any CPUs from coming online or going offline until each online
1980          * CPU has queued its RCU-barrier callback.
1981          */
1982         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1983         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1984         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1985                 complete(&rcu_barrier_completion);
1986         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1987         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1988 }
1989
1990 /**
1991  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1992  */
1993 void rcu_barrier_bh(void)
1994 {
1995         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1996 }
1997 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1998
1999 /**
2000  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2001  */
2002 void rcu_barrier_sched(void)
2003 {
2004         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
2005 }
2006 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2007
2008 /*
2009  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2010  */
2011 static void __init
2012 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2013 {
2014         unsigned long flags;
2015         int i;
2016         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2017         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2018
2019         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2020         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2021         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2022         rdp->nxtlist = NULL;
2023         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2024                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2025         rdp->qlen = 0;
2026         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2027         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_NESTING);
2028         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2029         rdp->cpu = cpu;
2030         rdp->rsp = rsp;
2031         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2032 }
2033
2034 /*
2035  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2036  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2037  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2038  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2039  */
2040 static void __cpuinit
2041 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2042 {
2043         unsigned long flags;
2044         unsigned long mask;
2045         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2046         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2047
2048         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2049         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2050         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2051         rdp->preemptible = preemptible;
2052         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2053         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2054         rdp->blimit = blimit;
2055         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_NESTING;
2056         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2057                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2058         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2059         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2060
2061         /*
2062          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2063          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2064          */
2065
2066         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2067         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2068
2069         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2070         rnp = rdp->mynode;
2071         mask = rdp->grpmask;
2072         do {
2073                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2074                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2075                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2076                 mask = rnp->grpmask;
2077                 if (rnp == rdp->mynode) {
2078                         /*
2079                          * If there is a grace period in progress, we will
2080                          * set up to wait for it next time we run the
2081                          * RCU core code.
2082                          */
2083                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2084                         rdp->completed = rnp->completed;
2085                         rdp->passed_quiesce = 0;
2086                         rdp->qs_pending = 0;
2087                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2088                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2089                 }
2090                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2091                 rnp = rnp->parent;
2092         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2093
2094         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2095 }
2096
2097 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2098 {
2099         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2100         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2101         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2102 }
2103
2104 /*
2105  * Handle CPU online/offline notification events.
2106  */
2107 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2108                                     unsigned long action, void *hcpu)
2109 {
2110         long cpu = (long)hcpu;
2111         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2112         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2113
2114         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2115         switch (action) {
2116         case CPU_UP_PREPARE:
2117         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2118                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2119                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2120                 break;
2121         case CPU_ONLINE:
2122         case CPU_DOWN_FAILED:
2123                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2124                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2125                 break;
2126         case CPU_DOWN_PREPARE:
2127                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2128                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2129                 break;
2130         case CPU_DYING:
2131         case CPU_DYING_FROZEN:
2132                 /*
2133                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2134                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2135                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2136                  */
2137                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_bh_state);
2138                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_sched_state);
2139                 rcu_preempt_send_cbs_to_online();
2140                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2141                 break;
2142         case CPU_DEAD:
2143         case CPU_DEAD_FROZEN:
2144         case CPU_UP_CANCELED:
2145         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2146                 rcu_offline_cpu(cpu);
2147                 break;
2148         default:
2149                 break;
2150         }
2151         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2152         return NOTIFY_OK;
2153 }
2154
2155 /*
2156  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2157  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2158  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2159  * task is booting the system).  After this function is called, the
2160  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2161  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2162  */
2163 void rcu_scheduler_starting(void)
2164 {
2165         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2166         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2167         rcu_scheduler_active = 1;
2168 }
2169
2170 /*
2171  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2172  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2173  */
2174 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2175 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2176 {
2177         int i;
2178
2179         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i > 0; i--)
2180                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2181         rsp->levelspread[0] = RCU_FANOUT_LEAF;
2182 }
2183 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2184 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2185 {
2186         int ccur;
2187         int cprv;
2188         int i;
2189
2190         cprv = NR_CPUS;
2191         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2192                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2193                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2194                 cprv = ccur;
2195         }
2196 }
2197 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2198
2199 /*
2200  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2201  */
2202 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2203                 struct rcu_data __percpu *rda)
2204 {
2205         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2206                                "rcu_node_level_1",
2207                                "rcu_node_level_2",
2208                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2209         int cpustride = 1;
2210         int i;
2211         int j;
2212         struct rcu_node *rnp;
2213
2214         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2215
2216         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2217
2218         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
2219                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2220         rcu_init_levelspread(rsp);
2221
2222         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2223
2224         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2225                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2226                 rnp = rsp->level[i];
2227                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2228                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2229                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2230                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2231                         rnp->gpnum = 0;
2232                         rnp->qsmask = 0;
2233                         rnp->qsmaskinit = 0;
2234                         rnp->grplo = j * cpustride;
2235                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2236                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2237                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2238                         if (i == 0) {
2239                                 rnp->grpnum = 0;
2240                                 rnp->grpmask = 0;
2241                                 rnp->parent = NULL;
2242                         } else {
2243                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2244                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2245                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2246                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2247                         }
2248                         rnp->level = i;
2249                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2250                 }
2251         }
2252
2253         rsp->rda = rda;
2254         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
2255         for_each_possible_cpu(i) {
2256                 while (i > rnp->grphi)
2257                         rnp++;
2258                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2259                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2260         }
2261 }
2262
2263 void __init rcu_init(void)
2264 {
2265         int cpu;
2266
2267         rcu_bootup_announce();
2268         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2269         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2270         __rcu_init_preempt();
2271          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2272
2273         /*
2274          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2275          * this is called early in boot, before either interrupts
2276          * or the scheduler are operational.
2277          */
2278         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2279         for_each_online_cpu(cpu)
2280                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2281         check_cpu_stall_init();
2282 }
2283
2284 #include "rcutree_plugin.h"