d5597830faf5a24e75ce1c1d27fa1fe123e7b646
[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 <linux/nmi.h>
39 #include <asm/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/module.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
50 #include "rcutree.h"
51
52 /* Data structures. */
53
54 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
55         .level = { &name.node[0] }, \
56         .levelcnt = { \
57                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
58                 NUM_RCU_LVL_1, \
59                 NUM_RCU_LVL_2, \
60                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
61         }, \
62         .signaled = RCU_SIGNAL_INIT, \
63         .gpnum = -300, \
64         .completed = -300, \
65         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
66         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
67         .n_force_qs = 0, \
68         .n_force_qs_ngp = 0, \
69 }
70
71 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
72 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
73
74 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
75 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
76
77
78 /*
79  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
80  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
81  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
82  */
83 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
84 {
85         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
86 }
87
88 /*
89  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
90  * how many quiescent states passed, just if there was at least
91  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
92  */
93 void rcu_sched_qs(int cpu)
94 {
95         struct rcu_data *rdp;
96
97         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
98         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
99         barrier();
100         rdp->passed_quiesc = 1;
101         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
102 }
103
104 void rcu_bh_qs(int cpu)
105 {
106         struct rcu_data *rdp;
107
108         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
109         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
110         barrier();
111         rdp->passed_quiesc = 1;
112 }
113
114 #ifdef CONFIG_NO_HZ
115 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
116         .dynticks_nesting = 1,
117         .dynticks = 1,
118 };
119 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
120
121 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
122 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
123 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
124
125 module_param(blimit, int, 0);
126 module_param(qhimark, int, 0);
127 module_param(qlowmark, int, 0);
128
129 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
130 static int rcu_pending(int cpu);
131
132 /*
133  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
134  */
135 long rcu_batches_completed_sched(void)
136 {
137         return rcu_sched_state.completed;
138 }
139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
140
141 /*
142  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
143  */
144 long rcu_batches_completed_bh(void)
145 {
146         return rcu_bh_state.completed;
147 }
148 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
149
150 /*
151  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
152  */
153 static int
154 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
155 {
156         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
157 }
158
159 /*
160  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
161  */
162 static int
163 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
164 {
165         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
166 }
167
168 /*
169  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
170  */
171 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
172 {
173         return &rsp->node[0];
174 }
175
176 #ifdef CONFIG_SMP
177
178 /*
179  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
180  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
181  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
182  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
183  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
184  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
185  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
186  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
187  * each and every time we start a new grace period.
188  */
189 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
190 {
191         /*
192          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
193          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
194          */
195         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
196                 rdp->offline_fqs++;
197                 return 1;
198         }
199
200         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
201         if (rdp->preemptable)
202                 return 0;
203
204         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
205         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
206                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
207         else
208                 set_need_resched();
209         rdp->resched_ipi++;
210         return 0;
211 }
212
213 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
214
215 #ifdef CONFIG_NO_HZ
216
217 /**
218  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
219  *
220  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
221  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
222  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
223  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
224  */
225 void rcu_enter_nohz(void)
226 {
227         unsigned long flags;
228         struct rcu_dynticks *rdtp;
229
230         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
231         local_irq_save(flags);
232         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
233         rdtp->dynticks++;
234         rdtp->dynticks_nesting--;
235         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
236         local_irq_restore(flags);
237 }
238
239 /*
240  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
241  *
242  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
243  * read-side critical sections normally occur.
244  */
245 void rcu_exit_nohz(void)
246 {
247         unsigned long flags;
248         struct rcu_dynticks *rdtp;
249
250         local_irq_save(flags);
251         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
252         rdtp->dynticks++;
253         rdtp->dynticks_nesting++;
254         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
255         local_irq_restore(flags);
256         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
257 }
258
259 /**
260  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
261  *
262  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
263  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
264  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
265  */
266 void rcu_nmi_enter(void)
267 {
268         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
269
270         if (rdtp->dynticks & 0x1)
271                 return;
272         rdtp->dynticks_nmi++;
273         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
274         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
275 }
276
277 /**
278  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
279  *
280  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
281  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
282  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
283  */
284 void rcu_nmi_exit(void)
285 {
286         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
287
288         if (rdtp->dynticks & 0x1)
289                 return;
290         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
291         rdtp->dynticks_nmi++;
292         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
293 }
294
295 /**
296  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
297  *
298  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
299  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
300  */
301 void rcu_irq_enter(void)
302 {
303         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
304
305         if (rdtp->dynticks_nesting++)
306                 return;
307         rdtp->dynticks++;
308         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
309         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
310 }
311
312 /**
313  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
314  *
315  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
316  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
317  * with no ticks.
318  */
319 void rcu_irq_exit(void)
320 {
321         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
322
323         if (--rdtp->dynticks_nesting)
324                 return;
325         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
326         rdtp->dynticks++;
327         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
328
329         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
330         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
331             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
332                 set_need_resched();
333 }
334
335 /*
336  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
337  * dynticks counter manipulations.  Specify "rsp->completed - 1" to
338  * unconditionally invalidate any future dynticks manipulations (which is
339  * useful at the beginning of a grace period).
340  */
341 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
342 {
343         rsp->dynticks_completed = comp;
344 }
345
346 #ifdef CONFIG_SMP
347
348 /*
349  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
350  */
351 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
352 {
353         return rsp->dynticks_completed;
354 }
355
356 /*
357  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
358  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
359  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
360  */
361 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
362 {
363         int ret;
364         int snap;
365         int snap_nmi;
366
367         snap = rdp->dynticks->dynticks;
368         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
369         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
370         rdp->dynticks_snap = snap;
371         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
372         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
373         if (ret)
374                 rdp->dynticks_fqs++;
375         return ret;
376 }
377
378 /*
379  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
380  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
381  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
382  * for this same CPU.
383  */
384 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
385 {
386         long curr;
387         long curr_nmi;
388         long snap;
389         long snap_nmi;
390
391         curr = rdp->dynticks->dynticks;
392         snap = rdp->dynticks_snap;
393         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
394         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
395         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
396
397         /*
398          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
399          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
400          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
401          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
402          * read-side critical section that started before the beginning
403          * of the current RCU grace period.
404          */
405         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
406             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
407                 rdp->dynticks_fqs++;
408                 return 1;
409         }
410
411         /* Go check for the CPU being offline. */
412         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
413 }
414
415 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
416
417 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
418
419 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
420 {
421 }
422
423 #ifdef CONFIG_SMP
424
425 /*
426  * If there are no dynticks, then the only way that a CPU can passively
427  * be in a quiescent state is to be offline.  Unlike dynticks idle, which
428  * is a point in time during the prior (already finished) grace period,
429  * an offline CPU is always in a quiescent state, and thus can be
430  * unconditionally applied.  So just return the current value of completed.
431  */
432 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
433 {
434         return rsp->completed;
435 }
436
437 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
438 {
439         return 0;
440 }
441
442 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
443 {
444         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
445 }
446
447 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
448
449 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
450
451 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
452
453 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
454 {
455         rsp->gp_start = jiffies;
456         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
457 }
458
459 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
460 {
461         int cpu;
462         long delta;
463         unsigned long flags;
464         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
465         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
466         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
467
468         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
469
470         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
471         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
472         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
473                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
474                 return;
475         }
476         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
477         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
478
479         /* OK, time to rat on our buddy... */
480
481         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
482         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
483                 rcu_print_task_stall(rnp);
484                 if (rnp_cur->qsmask == 0)
485                         continue;
486                 for (cpu = 0; cpu <= rnp_cur->grphi - rnp_cur->grplo; cpu++)
487                         if (rnp_cur->qsmask & (1UL << cpu))
488                                 printk(" %d", rnp_cur->grplo + cpu);
489         }
490         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
491                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
492         trigger_all_cpu_backtrace();
493
494         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
495 }
496
497 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
498 {
499         unsigned long flags;
500         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
501
502         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
503                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
504         trigger_all_cpu_backtrace();
505
506         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
507         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
508                 rsp->jiffies_stall =
509                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
510         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
511
512         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
513 }
514
515 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
516 {
517         long delta;
518         struct rcu_node *rnp;
519
520         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
521         rnp = rdp->mynode;
522         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
523
524                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
525                 print_cpu_stall(rsp);
526
527         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) && delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
528
529                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
530                 print_other_cpu_stall(rsp);
531         }
532 }
533
534 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
535
536 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
537 {
538 }
539
540 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
541 {
542 }
543
544 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
545
546 /*
547  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
548  * This is used both when we started the grace period and when we notice
549  * that someone else started the grace period.
550  */
551 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
552 {
553         rdp->qs_pending = 1;
554         rdp->passed_quiesc = 0;
555         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
556 }
557
558 /*
559  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
560  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
561  * on the CPU corresponding to rdp.
562  */
563 static int
564 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
565 {
566         unsigned long flags;
567         int ret = 0;
568
569         local_irq_save(flags);
570         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
571                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
572                 ret = 1;
573         }
574         local_irq_restore(flags);
575         return ret;
576 }
577
578 /*
579  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
580  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
581  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
582  * be disabled.
583  */
584 static void
585 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
586         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
587 {
588         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
589         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
590
591         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
592                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
593                 return;
594         }
595
596         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
597         rsp->gpnum++;
598         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
599         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
600         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
601         record_gp_stall_check_time(rsp);
602         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
603         note_new_gpnum(rsp, rdp);
604
605         /*
606          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
607          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
608          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
609          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
610          *
611          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
612          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
613          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
614          * by the next RCU grace period.
615          */
616         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
617         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
618
619         /* Special-case the common single-level case. */
620         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
621                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
622                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
623                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
624                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
625                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
626                 return;
627         }
628
629         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
630
631
632         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
633         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
634
635         /*
636          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
637          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
638          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
639          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
640          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
641          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
642          * grace period is in progress, at least until the corresponding
643          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
644          * CPU-hotplug operations.
645          *
646          * Note that the grace period cannot complete until we finish
647          * the initialization process, as there will be at least one
648          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
649          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
650          * irqs disabled.
651          */
652         for (rnp = &rsp->node[0]; rnp < &rsp->node[NUM_RCU_NODES]; rnp++) {
653                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
654                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
655                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
656                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
657                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs already disabled. */
658         }
659
660         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
661         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
662 }
663
664 /*
665  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
666  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
667  * belongs.
668  */
669 static void
670 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
671 {
672         long completed_snap;
673         unsigned long flags;
674
675         local_irq_save(flags);
676         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
677
678         /* Did another grace period end? */
679         if (rdp->completed != completed_snap) {
680
681                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
682                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
683                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
684                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
685
686                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
687                 rdp->completed = completed_snap;
688         }
689         local_irq_restore(flags);
690 }
691
692 /*
693  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
694  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
695  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
696  */
697 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
698         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
699 {
700         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
701         rsp->completed = rsp->gpnum;
702         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
703         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
704 }
705
706 /*
707  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
708  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
709  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
710  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
711  * before return.
712  */
713 static void
714 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
715               unsigned long flags)
716         __releases(rnp->lock)
717 {
718         struct rcu_node *rnp_c;
719
720         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
721         for (;;) {
722                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
723
724                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
725                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
726                         return;
727                 }
728                 rnp->qsmask &= ~mask;
729                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
730
731                         /* Other bits still set at this level, so done. */
732                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
733                         return;
734                 }
735                 mask = rnp->grpmask;
736                 if (rnp->parent == NULL) {
737
738                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
739
740                         break;
741                 }
742                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
743                 rnp_c = rnp;
744                 rnp = rnp->parent;
745                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
746                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
747         }
748
749         /*
750          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
751          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
752          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
753          */
754         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
755 }
756
757 /*
758  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
759  * the current CPU.  The lastcomp argument is used to make sure we are
760  * still in the grace period of interest.  We don't want to end the current
761  * grace period based on quiescent states detected in an earlier grace
762  * period!
763  */
764 static void
765 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
766 {
767         unsigned long flags;
768         unsigned long mask;
769         struct rcu_node *rnp;
770
771         rnp = rdp->mynode;
772         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
773         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
774
775                 /*
776                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
777                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
778                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
779                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
780                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
781                  * occurred.
782                  */
783                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
784                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
785                 return;
786         }
787         mask = rdp->grpmask;
788         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
789                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
790         } else {
791                 rdp->qs_pending = 0;
792
793                 /*
794                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
795                  * callbacks can be processed during the next GP.
796                  */
797                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
798
799                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
800         }
801 }
802
803 /*
804  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
805  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
806  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
807  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
808  */
809 static void
810 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
811 {
812         /* If there is now a new grace period, record and return. */
813         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
814                 return;
815
816         /*
817          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
818          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
819          */
820         if (!rdp->qs_pending)
821                 return;
822
823         /*
824          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
825          * period? If no, then exit and wait for the next call.
826          */
827         if (!rdp->passed_quiesc)
828                 return;
829
830         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
831         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
832 }
833
834 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
835
836 /*
837  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
838  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
839  */
840 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
841 {
842         int i;
843         unsigned long flags;
844         long lastcomp;
845         unsigned long mask;
846         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
847         struct rcu_data *rdp_me;
848         struct rcu_node *rnp;
849
850         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
851         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
852
853         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
854         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
855         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
856         do {
857                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
858                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
859                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
860                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
861                         break;
862                 }
863                 rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
864                 mask = rnp->grpmask;
865                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
866                 rnp = rnp->parent;
867         } while (rnp != NULL);
868         lastcomp = rsp->completed;
869
870         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
871
872         /*
873          * Move callbacks from the outgoing CPU to the running CPU.
874          * Note that the outgoing CPU is now quiescent, so it is now
875          * (uncharacteristically) safe to access its rcu_data structure.
876          * Note also that we must carefully retain the order of the
877          * outgoing CPU's callbacks in order for rcu_barrier() to work
878          * correctly.  Finally, note that we start all the callbacks
879          * afresh, even those that have passed through a grace period
880          * and are therefore ready to invoke.  The theory is that hotplug
881          * events are rare, and that if they are frequent enough to
882          * indefinitely delay callbacks, you have far worse things to
883          * be worrying about.
884          */
885         if (rdp->nxtlist != NULL) {
886                 rdp_me = rsp->rda[smp_processor_id()];
887                 *rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
888                 rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
889                 rdp->nxtlist = NULL;
890                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
891                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
892                 rdp_me->qlen += rdp->qlen;
893                 rdp->qlen = 0;
894         }
895         local_irq_restore(flags);
896 }
897
898 /*
899  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
900  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
901  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
902  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
903  */
904 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
905 {
906         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
907         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
908         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
909 }
910
911 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
912
913 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
914 {
915 }
916
917 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
918
919 /*
920  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
921  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
922  */
923 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
924 {
925         unsigned long flags;
926         struct rcu_head *next, *list, **tail;
927         int count;
928
929         /* If no callbacks are ready, just return.*/
930         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
931                 return;
932
933         /*
934          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
935          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
936          */
937         local_irq_save(flags);
938         list = rdp->nxtlist;
939         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
940         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
941         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
942         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
943                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
944                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
945         local_irq_restore(flags);
946
947         /* Invoke callbacks. */
948         count = 0;
949         while (list) {
950                 next = list->next;
951                 prefetch(next);
952                 list->func(list);
953                 list = next;
954                 if (++count >= rdp->blimit)
955                         break;
956         }
957
958         local_irq_save(flags);
959
960         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
961         rdp->qlen -= count;
962         if (list != NULL) {
963                 *tail = rdp->nxtlist;
964                 rdp->nxtlist = list;
965                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
966                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
967                                 rdp->nxttail[count] = tail;
968                         else
969                                 break;
970         }
971
972         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
973         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
974                 rdp->blimit = blimit;
975
976         local_irq_restore(flags);
977
978         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
979         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
980                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
981 }
982
983 /*
984  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
985  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
986  * Also schedule the RCU softirq handler.
987  *
988  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
989  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
990  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
991  */
992 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
993 {
994         if (!rcu_pending(cpu))
995                 return; /* if nothing for RCU to do. */
996         if (user ||
997             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
998              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
999
1000                 /*
1001                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1002                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1003                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1004                  * a quiescent state, so note it.
1005                  *
1006                  * No memory barrier is required here because both
1007                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1008                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1009                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1010                  */
1011
1012                 rcu_sched_qs(cpu);
1013                 rcu_bh_qs(cpu);
1014
1015         } else if (!in_softirq()) {
1016
1017                 /*
1018                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1019                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1020                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1021                  * critical section, so note it.
1022                  */
1023
1024                 rcu_bh_qs(cpu);
1025         }
1026         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1027         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1028 }
1029
1030 #ifdef CONFIG_SMP
1031
1032 /*
1033  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1034  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1035  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1036  * because we made it end).
1037  */
1038 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1039                                int (*f)(struct rcu_data *))
1040 {
1041         unsigned long bit;
1042         int cpu;
1043         unsigned long flags;
1044         unsigned long mask;
1045         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
1046         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
1047
1048         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
1049                 mask = 0;
1050                 spin_lock_irqsave(&rnp_cur->lock, flags);
1051                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1052                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1053                         return 1;
1054                 }
1055                 if (rnp_cur->qsmask == 0) {
1056                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1057                         continue;
1058                 }
1059                 cpu = rnp_cur->grplo;
1060                 bit = 1;
1061                 for (; cpu <= rnp_cur->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1062                         if ((rnp_cur->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1063                                 mask |= bit;
1064                 }
1065                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1066
1067                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp_cur->lock. */
1068                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp_cur, flags);
1069                         continue;
1070                 }
1071                 spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1072         }
1073         return 0;
1074 }
1075
1076 /*
1077  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1078  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1079  */
1080 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1081 {
1082         unsigned long flags;
1083         long lastcomp;
1084         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1085         u8 signaled;
1086
1087         if (!rcu_gp_in_progress(rsp))
1088                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1089         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1090                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1091                 return; /* Someone else is already on the job. */
1092         }
1093         if (relaxed &&
1094             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1095                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1096         rsp->n_force_qs++;
1097         spin_lock(&rnp->lock);
1098         lastcomp = rsp->completed;
1099         signaled = rsp->signaled;
1100         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1101         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1102                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1103                 spin_unlock(&rnp->lock);
1104                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1105         }
1106         spin_unlock(&rnp->lock);
1107         switch (signaled) {
1108         case RCU_GP_INIT:
1109
1110                 break; /* grace period still initializing, ignore. */
1111
1112         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1113
1114                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1115                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1116
1117                 /* Record dyntick-idle state. */
1118                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1119                                         dyntick_save_progress_counter))
1120                         goto unlock_ret;
1121
1122                 /* Update state, record completion counter. */
1123                 spin_lock(&rnp->lock);
1124                 if (lastcomp == rsp->completed) {
1125                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1126                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1127                 }
1128                 spin_unlock(&rnp->lock);
1129                 break;
1130
1131         case RCU_FORCE_QS:
1132
1133                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1134                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1135                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1136                         goto unlock_ret;
1137
1138                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1139
1140                 break;
1141         }
1142 unlock_ret:
1143         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1144 }
1145
1146 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1147
1148 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1149 {
1150         set_need_resched();
1151 }
1152
1153 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1154
1155 /*
1156  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1157  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1158  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1159  */
1160 static void
1161 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1162 {
1163         unsigned long flags;
1164
1165         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1166
1167         /*
1168          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1169          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1170          */
1171         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1172                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1173
1174         /*
1175          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1176          * period that some other CPU ended.
1177          */
1178         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1179
1180         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1181         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1182
1183         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1184         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1185                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1186                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1187         }
1188
1189         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1190         rcu_do_batch(rdp);
1191 }
1192
1193 /*
1194  * Do softirq processing for the current CPU.
1195  */
1196 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1197 {
1198         /*
1199          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1200          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1201          * grace-period manipulations below.
1202          */
1203         smp_mb(); /* See above block comment. */
1204
1205         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1206                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1207         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1208         rcu_preempt_process_callbacks();
1209
1210         /*
1211          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1212          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1213          * grace-period manipulations above.
1214          */
1215         smp_mb(); /* See above block comment. */
1216 }
1217
1218 static void
1219 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1220            struct rcu_state *rsp)
1221 {
1222         unsigned long flags;
1223         struct rcu_data *rdp;
1224
1225         head->func = func;
1226         head->next = NULL;
1227
1228         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1229
1230         /*
1231          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1232          * Note that we might see a beginning right after we see an
1233          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1234          * a quiescent state betweentimes.
1235          */
1236         local_irq_save(flags);
1237         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1238         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1239         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1240
1241         /* Add the callback to our list. */
1242         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1243         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1244
1245         /* Start a new grace period if one not already started. */
1246         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1247                 unsigned long nestflag;
1248                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1249
1250                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1251                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1252         }
1253
1254         /* Force the grace period if too many callbacks or too long waiting. */
1255         if (unlikely(++rdp->qlen > qhimark)) {
1256                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1257                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1258         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1259                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1260         local_irq_restore(flags);
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1265  */
1266 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1267 {
1268         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1269 }
1270 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1271
1272 /*
1273  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1274  */
1275 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1276 {
1277         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1278 }
1279 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1280
1281 /*
1282  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1283  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1284  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1285  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1286  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1287  */
1288 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1289 {
1290         rdp->n_rcu_pending++;
1291
1292         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1293         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1294
1295         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1296         if (rdp->qs_pending) {
1297                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1298                 return 1;
1299         }
1300
1301         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1302         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1303                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1304                 return 1;
1305         }
1306
1307         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1308         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1309                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1310                 return 1;
1311         }
1312
1313         /* Has another RCU grace period completed?  */
1314         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1315                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1316                 return 1;
1317         }
1318
1319         /* Has a new RCU grace period started? */
1320         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1321                 rdp->n_rp_gp_started++;
1322                 return 1;
1323         }
1324
1325         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1326         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1327             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1328                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1329                 return 1;
1330         }
1331
1332         /* nothing to do */
1333         rdp->n_rp_need_nothing++;
1334         return 0;
1335 }
1336
1337 /*
1338  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1339  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1340  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1341  */
1342 static int rcu_pending(int cpu)
1343 {
1344         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1345                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1346                rcu_preempt_pending(cpu);
1347 }
1348
1349 /*
1350  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1351  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1352  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1353  * an exported member of the RCU API.
1354  */
1355 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1356 {
1357         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1358         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1359                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1360                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1361 }
1362
1363 /*
1364  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1365  */
1366 static void __init
1367 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1368 {
1369         unsigned long flags;
1370         int i;
1371         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1372         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1373
1374         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1375         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1376         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1377         rdp->nxtlist = NULL;
1378         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1379                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1380         rdp->qlen = 0;
1381 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1382         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1383 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1384         rdp->cpu = cpu;
1385         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1386 }
1387
1388 /*
1389  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1390  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1391  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1392  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1393  */
1394 static void __cpuinit
1395 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1396 {
1397         unsigned long flags;
1398         long lastcomp;
1399         unsigned long mask;
1400         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1401         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1402
1403         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1404         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1405         lastcomp = rsp->completed;
1406         rdp->completed = lastcomp;
1407         rdp->gpnum = lastcomp;
1408         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1409         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1410         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1411         rdp->preemptable = preemptable;
1412         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1413         rdp->blimit = blimit;
1414         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1415
1416         /*
1417          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1418          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1419          */
1420
1421         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1422         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1423
1424         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1425         rnp = rdp->mynode;
1426         mask = rdp->grpmask;
1427         do {
1428                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1429                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1430                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1431                 mask = rnp->grpmask;
1432                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1433                 rnp = rnp->parent;
1434         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1435
1436         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1437 }
1438
1439 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1440 {
1441         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1442         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1443         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1444 }
1445
1446 /*
1447  * Handle CPU online/offline notification events.
1448  */
1449 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1450                              unsigned long action, void *hcpu)
1451 {
1452         long cpu = (long)hcpu;
1453
1454         switch (action) {
1455         case CPU_UP_PREPARE:
1456         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1457                 rcu_online_cpu(cpu);
1458                 break;
1459         case CPU_DEAD:
1460         case CPU_DEAD_FROZEN:
1461         case CPU_UP_CANCELED:
1462         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1463                 rcu_offline_cpu(cpu);
1464                 break;
1465         default:
1466                 break;
1467         }
1468         return NOTIFY_OK;
1469 }
1470
1471 /*
1472  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1473  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1474  */
1475 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1476 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1477 {
1478         int i;
1479
1480         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1481                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1482 }
1483 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1484 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1485 {
1486         int ccur;
1487         int cprv;
1488         int i;
1489
1490         cprv = NR_CPUS;
1491         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1492                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1493                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1494                 cprv = ccur;
1495         }
1496 }
1497 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1498
1499 /*
1500  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1501  */
1502 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1503 {
1504         int cpustride = 1;
1505         int i;
1506         int j;
1507         struct rcu_node *rnp;
1508
1509         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1510
1511         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1512                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1513         rcu_init_levelspread(rsp);
1514
1515         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1516
1517         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1518                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1519                 rnp = rsp->level[i];
1520                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1521                         spin_lock_init(&rnp->lock);
1522                         rnp->gpnum = 0;
1523                         rnp->qsmask = 0;
1524                         rnp->qsmaskinit = 0;
1525                         rnp->grplo = j * cpustride;
1526                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1527                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1528                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1529                         if (i == 0) {
1530                                 rnp->grpnum = 0;
1531                                 rnp->grpmask = 0;
1532                                 rnp->parent = NULL;
1533                         } else {
1534                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1535                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1536                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1537                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1538                         }
1539                         rnp->level = i;
1540                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1541                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1542                 }
1543         }
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1548  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1549  * structure.
1550  */
1551 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1552 do { \
1553         rcu_init_one(rsp); \
1554         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1555         j = 0; \
1556         for_each_possible_cpu(i) { \
1557                 if (i > rnp[j].grphi) \
1558                         j++; \
1559                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1560                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1561                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1562         } \
1563 } while (0)
1564
1565 void __init __rcu_init(void)
1566 {
1567         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1568         int j;
1569         struct rcu_node *rnp;
1570
1571         rcu_bootup_announce();
1572 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1573         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1574 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1575         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1576         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1577         __rcu_init_preempt();
1578         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1579 }
1580
1581 #include "rcutree_plugin.h"