000b07609876dc8480c20b1f8fee0db359dcce74
[safe/jmp/linux-2.6] / 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 <asm/atomic.h>
39 #include <linux/bitops.h>
40 #include <linux/module.h>
41 #include <linux/completion.h>
42 #include <linux/moduleparam.h>
43 #include <linux/percpu.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/cpu.h>
46 #include <linux/mutex.h>
47 #include <linux/time.h>
48
49 #include "rcutree.h"
50
51 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
52 static struct lock_class_key rcu_lock_key;
53 struct lockdep_map rcu_lock_map =
54         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock", &rcu_lock_key);
55 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lock_map);
56 #endif
57
58 /* Data structures. */
59
60 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
61         .level = { &name.node[0] }, \
62         .levelcnt = { \
63                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
64                 NUM_RCU_LVL_1, \
65                 NUM_RCU_LVL_2, \
66                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
67         }, \
68         .signaled = RCU_SIGNAL_INIT, \
69         .gpnum = -300, \
70         .completed = -300, \
71         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
72         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
73         .n_force_qs = 0, \
74         .n_force_qs_ngp = 0, \
75 }
76
77 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
78 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
79
80 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
81 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
82
83 extern long rcu_batches_completed_sched(void);
84 static void cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
85                           struct rcu_node *rnp, unsigned long flags);
86 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags);
87 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp);
88 static void __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp,
89                                     struct rcu_data *rdp);
90 static void __call_rcu(struct rcu_head *head,
91                        void (*func)(struct rcu_head *rcu),
92                        struct rcu_state *rsp);
93 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
94 static void __cpuinit rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp,
95                                            int preemptable);
96
97 #include "rcutree_plugin.h"
98
99 /*
100  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
101  * how many quiescent states passed, just if there was at least
102  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
103  */
104 void rcu_sched_qs(int cpu)
105 {
106         unsigned long flags;
107         struct rcu_data *rdp;
108
109         local_irq_save(flags);
110         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
111         rdp->passed_quiesc = 1;
112         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
113         rcu_preempt_qs(cpu);
114         local_irq_restore(flags);
115 }
116
117 void rcu_bh_qs(int cpu)
118 {
119         unsigned long flags;
120         struct rcu_data *rdp;
121
122         local_irq_save(flags);
123         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
124         rdp->passed_quiesc = 1;
125         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
126         local_irq_restore(flags);
127 }
128
129 #ifdef CONFIG_NO_HZ
130 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
131         .dynticks_nesting = 1,
132         .dynticks = 1,
133 };
134 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
135
136 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
137 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
138 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
139
140 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
141 static int rcu_pending(int cpu);
142
143 /*
144  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
145  */
146 long rcu_batches_completed_sched(void)
147 {
148         return rcu_sched_state.completed;
149 }
150 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
151
152 /*
153  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
154  */
155 long rcu_batches_completed_bh(void)
156 {
157         return rcu_bh_state.completed;
158 }
159 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
160
161 /*
162  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
163  */
164 static int
165 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
166 {
167         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
168 }
169
170 /*
171  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
172  */
173 static int
174 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
175 {
176         /* ACCESS_ONCE() because we are accessing outside of lock. */
177         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
178                ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
179 }
180
181 /*
182  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
183  */
184 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
185 {
186         return &rsp->node[0];
187 }
188
189 #ifdef CONFIG_SMP
190
191 /*
192  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
193  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
194  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
195  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
196  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
197  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
198  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
199  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
200  * each and every time we start a new grace period.
201  */
202 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
203 {
204         /*
205          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
206          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
207          */
208         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
209                 rdp->offline_fqs++;
210                 return 1;
211         }
212
213         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
214         if (rdp->preemptable)
215                 return 0;
216
217         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
218         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
219                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
220         else
221                 set_need_resched();
222         rdp->resched_ipi++;
223         return 0;
224 }
225
226 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
227
228 #ifdef CONFIG_NO_HZ
229 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(rcu_rs, 10 * HZ, 5);
230
231 /**
232  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
233  *
234  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
235  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
236  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
237  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
238  */
239 void rcu_enter_nohz(void)
240 {
241         unsigned long flags;
242         struct rcu_dynticks *rdtp;
243
244         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
245         local_irq_save(flags);
246         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
247         rdtp->dynticks++;
248         rdtp->dynticks_nesting--;
249         WARN_ON_RATELIMIT(rdtp->dynticks & 0x1, &rcu_rs);
250         local_irq_restore(flags);
251 }
252
253 /*
254  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
255  *
256  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
257  * read-side critical sections normally occur.
258  */
259 void rcu_exit_nohz(void)
260 {
261         unsigned long flags;
262         struct rcu_dynticks *rdtp;
263
264         local_irq_save(flags);
265         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
266         rdtp->dynticks++;
267         rdtp->dynticks_nesting++;
268         WARN_ON_RATELIMIT(!(rdtp->dynticks & 0x1), &rcu_rs);
269         local_irq_restore(flags);
270         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
271 }
272
273 /**
274  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
275  *
276  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
277  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
278  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
279  */
280 void rcu_nmi_enter(void)
281 {
282         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
283
284         if (rdtp->dynticks & 0x1)
285                 return;
286         rdtp->dynticks_nmi++;
287         WARN_ON_RATELIMIT(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1), &rcu_rs);
288         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
289 }
290
291 /**
292  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
293  *
294  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
295  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
296  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
297  */
298 void rcu_nmi_exit(void)
299 {
300         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
301
302         if (rdtp->dynticks & 0x1)
303                 return;
304         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
305         rdtp->dynticks_nmi++;
306         WARN_ON_RATELIMIT(rdtp->dynticks_nmi & 0x1, &rcu_rs);
307 }
308
309 /**
310  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
311  *
312  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
313  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
314  */
315 void rcu_irq_enter(void)
316 {
317         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
318
319         if (rdtp->dynticks_nesting++)
320                 return;
321         rdtp->dynticks++;
322         WARN_ON_RATELIMIT(!(rdtp->dynticks & 0x1), &rcu_rs);
323         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
324 }
325
326 /**
327  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
328  *
329  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
330  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
331  * with no ticks.
332  */
333 void rcu_irq_exit(void)
334 {
335         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
336
337         if (--rdtp->dynticks_nesting)
338                 return;
339         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
340         rdtp->dynticks++;
341         WARN_ON_RATELIMIT(rdtp->dynticks & 0x1, &rcu_rs);
342
343         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
344         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
345             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
346                 set_need_resched();
347 }
348
349 /*
350  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
351  * dynticks counter manipulations.  Specify "rsp->completed - 1" to
352  * unconditionally invalidate any future dynticks manipulations (which is
353  * useful at the beginning of a grace period).
354  */
355 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
356 {
357         rsp->dynticks_completed = comp;
358 }
359
360 #ifdef CONFIG_SMP
361
362 /*
363  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
364  */
365 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
366 {
367         return rsp->dynticks_completed;
368 }
369
370 /*
371  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
372  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
373  * is already in a quiescent state courtesy of dynticks idle mode.
374  */
375 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
376 {
377         int ret;
378         int snap;
379         int snap_nmi;
380
381         snap = rdp->dynticks->dynticks;
382         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
383         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
384         rdp->dynticks_snap = snap;
385         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
386         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
387         if (ret)
388                 rdp->dynticks_fqs++;
389         return ret;
390 }
391
392 /*
393  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
394  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
395  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
396  * for this same CPU.
397  */
398 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
399 {
400         long curr;
401         long curr_nmi;
402         long snap;
403         long snap_nmi;
404
405         curr = rdp->dynticks->dynticks;
406         snap = rdp->dynticks_snap;
407         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
408         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
409         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
410
411         /*
412          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
413          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
414          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
415          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
416          * read-side critical section that started before the beginning
417          * of the current RCU grace period.
418          */
419         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
420             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
421                 rdp->dynticks_fqs++;
422                 return 1;
423         }
424
425         /* Go check for the CPU being offline. */
426         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
427 }
428
429 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
430
431 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
432
433 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
434 {
435 }
436
437 #ifdef CONFIG_SMP
438
439 /*
440  * If there are no dynticks, then the only way that a CPU can passively
441  * be in a quiescent state is to be offline.  Unlike dynticks idle, which
442  * is a point in time during the prior (already finished) grace period,
443  * an offline CPU is always in a quiescent state, and thus can be
444  * unconditionally applied.  So just return the current value of completed.
445  */
446 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
447 {
448         return rsp->completed;
449 }
450
451 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
452 {
453         return 0;
454 }
455
456 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
457 {
458         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
459 }
460
461 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
462
463 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
464
465 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
466
467 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
468 {
469         rsp->gp_start = jiffies;
470         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
471 }
472
473 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
474 {
475         int cpu;
476         long delta;
477         unsigned long flags;
478         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
479         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
480         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
481
482         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
483
484         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
485         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
486         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || rsp->gpnum == rsp->completed) {
487                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
488                 return;
489         }
490         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
491         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
492
493         /* OK, time to rat on our buddy... */
494
495         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
496         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
497                 rcu_print_task_stall(rnp);
498                 if (rnp_cur->qsmask == 0)
499                         continue;
500                 for (cpu = 0; cpu <= rnp_cur->grphi - rnp_cur->grplo; cpu++)
501                         if (rnp_cur->qsmask & (1UL << cpu))
502                                 printk(" %d", rnp_cur->grplo + cpu);
503         }
504         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
505                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
506         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
507 }
508
509 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
510 {
511         unsigned long flags;
512         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
513
514         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
515                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
516         dump_stack();
517         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
518         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
519                 rsp->jiffies_stall =
520                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
521         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
522         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
523 }
524
525 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
526 {
527         long delta;
528         struct rcu_node *rnp;
529
530         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
531         rnp = rdp->mynode;
532         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
533
534                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
535                 print_cpu_stall(rsp);
536
537         } else if (rsp->gpnum != rsp->completed &&
538                    delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
539
540                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
541                 print_other_cpu_stall(rsp);
542         }
543 }
544
545 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
546
547 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
548 {
549 }
550
551 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
552 {
553 }
554
555 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
556
557 /*
558  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
559  * This is used both when we started the grace period and when we notice
560  * that someone else started the grace period.
561  */
562 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
563 {
564         rdp->qs_pending = 1;
565         rdp->passed_quiesc = 0;
566         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
567 }
568
569 /*
570  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
571  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
572  * on the CPU corresponding to rdp.
573  */
574 static int
575 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
576 {
577         unsigned long flags;
578         int ret = 0;
579
580         local_irq_save(flags);
581         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
582                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
583                 ret = 1;
584         }
585         local_irq_restore(flags);
586         return ret;
587 }
588
589 /*
590  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
591  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
592  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
593  * be disabled.
594  */
595 static void
596 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
597         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
598 {
599         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
600         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
601         struct rcu_node *rnp_cur;
602         struct rcu_node *rnp_end;
603
604         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
605                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
606                 return;
607         }
608
609         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
610         rsp->gpnum++;
611         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
612         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
613         record_gp_stall_check_time(rsp);
614         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
615         note_new_gpnum(rsp, rdp);
616
617         /*
618          * Because we are first, we know that all our callbacks will
619          * be covered by this upcoming grace period, even the ones
620          * that were registered arbitrarily recently.
621          */
622         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
623         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
624
625         /* Special-case the common single-level case. */
626         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
627                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
628                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
629                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
630                 return;
631         }
632
633         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
634
635
636         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
637         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
638
639         /*
640          * Set the quiescent-state-needed bits in all the non-leaf RCU
641          * nodes for all currently online CPUs.  This operation relies
642          * on the layout of the hierarchy within the rsp->node[] array.
643          * Note that other CPUs will access only the leaves of the
644          * hierarchy, which still indicate that no grace period is in
645          * progress.  In addition, we have excluded CPU-hotplug operations.
646          *
647          * We therefore do not need to hold any locks.  Any required
648          * memory barriers will be supplied by the locks guarding the
649          * leaf rcu_nodes in the hierarchy.
650          */
651
652         rnp_end = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
653         for (rnp_cur = &rsp->node[0]; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++)
654                 rnp_cur->qsmask = rnp_cur->qsmaskinit;
655
656         /*
657          * Now set up the leaf nodes.  Here we must be careful.  First,
658          * we need to hold the lock in order to exclude other CPUs, which
659          * might be contending for the leaf nodes' locks.  Second, as
660          * soon as we initialize a given leaf node, its CPUs might run
661          * up the rest of the hierarchy.  We must therefore acquire locks
662          * for each node that we touch during this stage.  (But we still
663          * are excluding CPU-hotplug operations.)
664          *
665          * Note that the grace period cannot complete until we finish
666          * the initialization process, as there will be at least one
667          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
668          * one corresponding to this CPU.
669          */
670         rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
671         rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
672         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
673                 spin_lock(&rnp_cur->lock);      /* irqs already disabled. */
674                 rnp_cur->qsmask = rnp_cur->qsmaskinit;
675                 spin_unlock(&rnp_cur->lock);    /* irqs already disabled. */
676         }
677
678         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
679         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
680 }
681
682 /*
683  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
684  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
685  * belongs.
686  */
687 static void
688 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
689 {
690         long completed_snap;
691         unsigned long flags;
692
693         local_irq_save(flags);
694         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
695
696         /* Did another grace period end? */
697         if (rdp->completed != completed_snap) {
698
699                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
700                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
701                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
702                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
703
704                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
705                 rdp->completed = completed_snap;
706         }
707         local_irq_restore(flags);
708 }
709
710 /*
711  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
712  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
713  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
714  */
715 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
716         __releases(rnp->lock)
717 {
718         rsp->completed = rsp->gpnum;
719         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
720         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
721 }
722
723 /*
724  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
725  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
726  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
727  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
728  * before return.
729  */
730 static void
731 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
732               unsigned long flags)
733         __releases(rnp->lock)
734 {
735         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
736         for (;;) {
737                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
738
739                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
740                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
741                         return;
742                 }
743                 rnp->qsmask &= ~mask;
744                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
745
746                         /* Other bits still set at this level, so done. */
747                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
748                         return;
749                 }
750                 mask = rnp->grpmask;
751                 if (rnp->parent == NULL) {
752
753                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
754
755                         break;
756                 }
757                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
758                 rnp = rnp->parent;
759                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
760         }
761
762         /*
763          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
764          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
765          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
766          */
767         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
768 }
769
770 /*
771  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
772  * the current CPU or an offline CPU.  The lastcomp argument is used to
773  * make sure we are still in the grace period of interest.  We don't want
774  * to end the current grace period based on quiescent states detected in
775  * an earlier grace period!
776  */
777 static void
778 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
779 {
780         unsigned long flags;
781         unsigned long mask;
782         struct rcu_node *rnp;
783
784         rnp = rdp->mynode;
785         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
786         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
787
788                 /*
789                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
790                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
791                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
792                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
793                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
794                  * occurred.
795                  */
796                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
797                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
798                 return;
799         }
800         mask = rdp->grpmask;
801         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
802                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
803         } else {
804                 rdp->qs_pending = 0;
805
806                 /*
807                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
808                  * callbacks can be processed during the next GP.
809                  */
810                 rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
811                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
812
813                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
814         }
815 }
816
817 /*
818  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
819  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
820  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
821  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
822  */
823 static void
824 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
825 {
826         /* If there is now a new grace period, record and return. */
827         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
828                 return;
829
830         /*
831          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
832          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
833          */
834         if (!rdp->qs_pending)
835                 return;
836
837         /*
838          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
839          * period? If no, then exit and wait for the next call.
840          */
841         if (!rdp->passed_quiesc)
842                 return;
843
844         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
845         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
846 }
847
848 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
849
850 /*
851  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
852  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
853  */
854 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
855 {
856         int i;
857         unsigned long flags;
858         long lastcomp;
859         unsigned long mask;
860         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
861         struct rcu_data *rdp_me;
862         struct rcu_node *rnp;
863
864         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
865         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
866
867         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
868         rnp = rdp->mynode;
869         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
870         do {
871                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
872                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
873                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
874                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
875                         break;
876                 }
877                 mask = rnp->grpmask;
878                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
879                 rnp = rnp->parent;
880         } while (rnp != NULL);
881         lastcomp = rsp->completed;
882
883         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
884
885         /* Being offline is a quiescent state, so go record it. */
886         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
887
888         /*
889          * Move callbacks from the outgoing CPU to the running CPU.
890          * Note that the outgoing CPU is now quiscent, so it is now
891          * (uncharacteristically) safe to access its rcu_data structure.
892          * Note also that we must carefully retain the order of the
893          * outgoing CPU's callbacks in order for rcu_barrier() to work
894          * correctly.  Finally, note that we start all the callbacks
895          * afresh, even those that have passed through a grace period
896          * and are therefore ready to invoke.  The theory is that hotplug
897          * events are rare, and that if they are frequent enough to
898          * indefinitely delay callbacks, you have far worse things to
899          * be worrying about.
900          */
901         rdp_me = rsp->rda[smp_processor_id()];
902         if (rdp->nxtlist != NULL) {
903                 *rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
904                 rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
905                 rdp->nxtlist = NULL;
906                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
907                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
908                 rdp_me->qlen += rdp->qlen;
909                 rdp->qlen = 0;
910         }
911         local_irq_restore(flags);
912 }
913
914 /*
915  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
916  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
917  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
918  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
919  */
920 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
921 {
922         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
923         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
924         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
925 }
926
927 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
928
929 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
930 {
931 }
932
933 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
934
935 /*
936  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
937  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
938  */
939 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
940 {
941         unsigned long flags;
942         struct rcu_head *next, *list, **tail;
943         int count;
944
945         /* If no callbacks are ready, just return.*/
946         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
947                 return;
948
949         /*
950          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
951          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
952          */
953         local_irq_save(flags);
954         list = rdp->nxtlist;
955         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
956         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
957         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
958         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
959                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
960                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
961         local_irq_restore(flags);
962
963         /* Invoke callbacks. */
964         count = 0;
965         while (list) {
966                 next = list->next;
967                 prefetch(next);
968                 list->func(list);
969                 list = next;
970                 if (++count >= rdp->blimit)
971                         break;
972         }
973
974         local_irq_save(flags);
975
976         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
977         rdp->qlen -= count;
978         if (list != NULL) {
979                 *tail = rdp->nxtlist;
980                 rdp->nxtlist = list;
981                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
982                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
983                                 rdp->nxttail[count] = tail;
984                         else
985                                 break;
986         }
987
988         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
989         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
990                 rdp->blimit = blimit;
991
992         local_irq_restore(flags);
993
994         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
995         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
996                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
997 }
998
999 /*
1000  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1001  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1002  * Also schedule the RCU softirq handler.
1003  *
1004  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1005  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1006  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1007  */
1008 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1009 {
1010         if (!rcu_pending(cpu))
1011                 return; /* if nothing for RCU to do. */
1012         if (user ||
1013             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1014              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1015
1016                 /*
1017                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1018                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1019                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1020                  * a quiescent state, so note it.
1021                  *
1022                  * No memory barrier is required here because both
1023                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1024                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1025                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1026                  */
1027
1028                 rcu_sched_qs(cpu);
1029                 rcu_bh_qs(cpu);
1030
1031         } else if (!in_softirq()) {
1032
1033                 /*
1034                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1035                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1036                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1037                  * critical section, so note it.
1038                  */
1039
1040                 rcu_bh_qs(cpu);
1041         }
1042         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1043         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1044 }
1045
1046 #ifdef CONFIG_SMP
1047
1048 /*
1049  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1050  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1051  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1052  * because we made it end).
1053  */
1054 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1055                                int (*f)(struct rcu_data *))
1056 {
1057         unsigned long bit;
1058         int cpu;
1059         unsigned long flags;
1060         unsigned long mask;
1061         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
1062         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
1063
1064         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
1065                 mask = 0;
1066                 spin_lock_irqsave(&rnp_cur->lock, flags);
1067                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1068                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1069                         return 1;
1070                 }
1071                 if (rnp_cur->qsmask == 0) {
1072                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1073                         continue;
1074                 }
1075                 cpu = rnp_cur->grplo;
1076                 bit = 1;
1077                 for (; cpu <= rnp_cur->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1078                         if ((rnp_cur->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1079                                 mask |= bit;
1080                 }
1081                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1082
1083                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp_cur->lock. */
1084                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp_cur, flags);
1085                         continue;
1086                 }
1087                 spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1088         }
1089         return 0;
1090 }
1091
1092 /*
1093  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1094  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1095  */
1096 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1097 {
1098         unsigned long flags;
1099         long lastcomp;
1100         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1101         u8 signaled;
1102
1103         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum))
1104                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1105         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1106                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1107                 return; /* Someone else is already on the job. */
1108         }
1109         if (relaxed &&
1110             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1111                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1112         rsp->n_force_qs++;
1113         spin_lock(&rnp->lock);
1114         lastcomp = rsp->completed;
1115         signaled = rsp->signaled;
1116         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1117         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1118                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1119                 spin_unlock(&rnp->lock);
1120                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1121         }
1122         spin_unlock(&rnp->lock);
1123         switch (signaled) {
1124         case RCU_GP_INIT:
1125
1126                 break; /* grace period still initializing, ignore. */
1127
1128         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1129
1130                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1131                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1132
1133                 /* Record dyntick-idle state. */
1134                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1135                                         dyntick_save_progress_counter))
1136                         goto unlock_ret;
1137
1138                 /* Update state, record completion counter. */
1139                 spin_lock(&rnp->lock);
1140                 if (lastcomp == rsp->completed) {
1141                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1142                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1143                 }
1144                 spin_unlock(&rnp->lock);
1145                 break;
1146
1147         case RCU_FORCE_QS:
1148
1149                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1150                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1151                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1152                         goto unlock_ret;
1153
1154                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1155
1156                 break;
1157         }
1158 unlock_ret:
1159         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1160 }
1161
1162 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1163
1164 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1165 {
1166         set_need_resched();
1167 }
1168
1169 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1170
1171 /*
1172  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1173  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1174  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1175  */
1176 static void
1177 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1178 {
1179         unsigned long flags;
1180
1181         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1182
1183         /*
1184          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1185          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1186          */
1187         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1188                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1189
1190         /*
1191          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1192          * period that some other CPU ended.
1193          */
1194         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1195
1196         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1197         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1198
1199         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1200         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1201                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1202                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1203         }
1204
1205         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1206         rcu_do_batch(rdp);
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Do softirq processing for the current CPU.
1211  */
1212 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1213 {
1214         /*
1215          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1216          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1217          * grace-period manipulations below.
1218          */
1219         smp_mb(); /* See above block comment. */
1220
1221         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1222                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1223         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1224         rcu_preempt_process_callbacks();
1225
1226         /*
1227          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1228          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1229          * grace-period manipulations above.
1230          */
1231         smp_mb(); /* See above block comment. */
1232 }
1233
1234 static void
1235 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1236            struct rcu_state *rsp)
1237 {
1238         unsigned long flags;
1239         struct rcu_data *rdp;
1240
1241         head->func = func;
1242         head->next = NULL;
1243
1244         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1245
1246         /*
1247          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1248          * Note that we might see a beginning right after we see an
1249          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1250          * a quiescent state betweentimes.
1251          */
1252         local_irq_save(flags);
1253         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1254         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1255         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1256
1257         /* Add the callback to our list. */
1258         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1259         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1260
1261         /* Start a new grace period if one not already started. */
1262         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum)) {
1263                 unsigned long nestflag;
1264                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1265
1266                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1267                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1268         }
1269
1270         /* Force the grace period if too many callbacks or too long waiting. */
1271         if (unlikely(++rdp->qlen > qhimark)) {
1272                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1273                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1274         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1275                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1276         local_irq_restore(flags);
1277 }
1278
1279 /*
1280  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1281  */
1282 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1283 {
1284         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1285 }
1286 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1287
1288 /*
1289  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1290  */
1291 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1292 {
1293         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1294 }
1295 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1296
1297 /*
1298  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1299  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1300  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1301  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1302  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1303  */
1304 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1305 {
1306         rdp->n_rcu_pending++;
1307
1308         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1309         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1310
1311         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1312         if (rdp->qs_pending) {
1313                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1314                 return 1;
1315         }
1316
1317         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1318         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1319                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1320                 return 1;
1321         }
1322
1323         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1324         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1325                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1326                 return 1;
1327         }
1328
1329         /* Has another RCU grace period completed?  */
1330         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1331                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1332                 return 1;
1333         }
1334
1335         /* Has a new RCU grace period started? */
1336         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1337                 rdp->n_rp_gp_started++;
1338                 return 1;
1339         }
1340
1341         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1342         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) &&
1343             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1344                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1345                 return 1;
1346         }
1347
1348         /* nothing to do */
1349         rdp->n_rp_need_nothing++;
1350         return 0;
1351 }
1352
1353 /*
1354  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1355  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1356  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1357  */
1358 static int rcu_pending(int cpu)
1359 {
1360         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1361                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1362                rcu_preempt_pending(cpu);
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1367  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1368  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1369  * an exported member of the RCU API.
1370  */
1371 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1372 {
1373         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1374         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1375                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1376                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1377 }
1378
1379 /*
1380  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1381  */
1382 static void __init
1383 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1384 {
1385         unsigned long flags;
1386         int i;
1387         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1388         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1389
1390         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1391         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1392         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1393         rdp->nxtlist = NULL;
1394         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1395                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1396         rdp->qlen = 0;
1397 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1398         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1399 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1400         rdp->cpu = cpu;
1401         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1402 }
1403
1404 /*
1405  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1406  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1407  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1408  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1409  */
1410 static void __cpuinit
1411 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1412 {
1413         unsigned long flags;
1414         long lastcomp;
1415         unsigned long mask;
1416         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1417         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1418
1419         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1420         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1421         lastcomp = rsp->completed;
1422         rdp->completed = lastcomp;
1423         rdp->gpnum = lastcomp;
1424         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1425         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1426         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1427         rdp->preemptable = preemptable;
1428         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1429         rdp->blimit = blimit;
1430         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1431
1432         /*
1433          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1434          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1435          */
1436
1437         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1438         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1439
1440         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1441         rnp = rdp->mynode;
1442         mask = rdp->grpmask;
1443         do {
1444                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1445                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1446                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1447                 mask = rnp->grpmask;
1448                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1449                 rnp = rnp->parent;
1450         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1451
1452         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
1453
1454         /*
1455          * A new grace period might start here.  If so, we will be part of
1456          * it, and its gpnum will be greater than ours, so we will
1457          * participate.  It is also possible for the gpnum to have been
1458          * incremented before this function was called, and the bitmasks
1459          * to not be filled out until now, in which case we will also
1460          * participate due to our gpnum being behind.
1461          */
1462
1463         /* Since it is coming online, the CPU is in a quiescent state. */
1464         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
1465         local_irq_restore(flags);
1466 }
1467
1468 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1469 {
1470         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1471         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1472         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Handle CPU online/offline notification events.
1477  */
1478 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1479                              unsigned long action, void *hcpu)
1480 {
1481         long cpu = (long)hcpu;
1482
1483         switch (action) {
1484         case CPU_UP_PREPARE:
1485         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1486                 rcu_online_cpu(cpu);
1487                 break;
1488         case CPU_DEAD:
1489         case CPU_DEAD_FROZEN:
1490         case CPU_UP_CANCELED:
1491         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1492                 rcu_offline_cpu(cpu);
1493                 break;
1494         default:
1495                 break;
1496         }
1497         return NOTIFY_OK;
1498 }
1499
1500 /*
1501  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1502  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1503  */
1504 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1505 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1506 {
1507         int i;
1508
1509         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1510                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1511 }
1512 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1513 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1514 {
1515         int ccur;
1516         int cprv;
1517         int i;
1518
1519         cprv = NR_CPUS;
1520         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1521                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1522                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1523                 cprv = ccur;
1524         }
1525 }
1526 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1527
1528 /*
1529  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1530  */
1531 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1532 {
1533         int cpustride = 1;
1534         int i;
1535         int j;
1536         struct rcu_node *rnp;
1537
1538         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1539
1540         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1541                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1542         rcu_init_levelspread(rsp);
1543
1544         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1545
1546         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1547                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1548                 rnp = rsp->level[i];
1549                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1550                         spin_lock_init(&rnp->lock);
1551                         rnp->gpnum = 0;
1552                         rnp->qsmask = 0;
1553                         rnp->qsmaskinit = 0;
1554                         rnp->grplo = j * cpustride;
1555                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1556                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1557                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1558                         if (i == 0) {
1559                                 rnp->grpnum = 0;
1560                                 rnp->grpmask = 0;
1561                                 rnp->parent = NULL;
1562                         } else {
1563                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1564                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1565                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1566                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1567                         }
1568                         rnp->level = i;
1569                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1570                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1571                 }
1572         }
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1577  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1578  * structure.
1579  */
1580 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1581 do { \
1582         rcu_init_one(rsp); \
1583         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1584         j = 0; \
1585         for_each_possible_cpu(i) { \
1586                 if (i > rnp[j].grphi) \
1587                         j++; \
1588                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1589                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1590                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1591         } \
1592 } while (0)
1593
1594 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
1595
1596 void __init __rcu_init_preempt(void)
1597 {
1598         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1599         int j;
1600         struct rcu_node *rnp;
1601
1602         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_preempt_state, rcu_preempt_data);
1603 }
1604
1605 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1606
1607 void __init __rcu_init_preempt(void)
1608 {
1609 }
1610
1611 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1612
1613 void __init __rcu_init(void)
1614 {
1615         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1616         int j;
1617         struct rcu_node *rnp;
1618
1619         rcu_bootup_announce();
1620 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1621         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1622 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1623         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1624         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1625         __rcu_init_preempt();
1626         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1627 }
1628
1629 module_param(blimit, int, 0);
1630 module_param(qhimark, int, 0);
1631 module_param(qlowmark, int, 0);