Merge branch 'pm-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rafael/suspe...
[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         .orphan_cbs_list = NULL, \
67         .orphan_cbs_tail = &name.orphan_cbs_list, \
68         .orphan_qlen = 0, \
69         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
70         .n_force_qs = 0, \
71         .n_force_qs_ngp = 0, \
72 }
73
74 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
75 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
76
77 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
78 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
79
80
81 /*
82  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
83  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
84  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
85  */
86 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
87 {
88         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
89 }
90
91 /*
92  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
93  * how many quiescent states passed, just if there was at least
94  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
95  */
96 void rcu_sched_qs(int cpu)
97 {
98         struct rcu_data *rdp;
99
100         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
101         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
102         barrier();
103         rdp->passed_quiesc = 1;
104         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
105 }
106
107 void rcu_bh_qs(int cpu)
108 {
109         struct rcu_data *rdp;
110
111         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
112         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
113         barrier();
114         rdp->passed_quiesc = 1;
115 }
116
117 #ifdef CONFIG_NO_HZ
118 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
119         .dynticks_nesting = 1,
120         .dynticks = 1,
121 };
122 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
123
124 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
125 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
126 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
127
128 module_param(blimit, int, 0);
129 module_param(qhimark, int, 0);
130 module_param(qlowmark, int, 0);
131
132 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
133 static int rcu_pending(int cpu);
134
135 /*
136  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
137  */
138 long rcu_batches_completed_sched(void)
139 {
140         return rcu_sched_state.completed;
141 }
142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
143
144 /*
145  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
146  */
147 long rcu_batches_completed_bh(void)
148 {
149         return rcu_bh_state.completed;
150 }
151 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
152
153 /*
154  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
155  */
156 static int
157 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
158 {
159         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
160 }
161
162 /*
163  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
164  */
165 static int
166 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
167 {
168         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
169 }
170
171 /*
172  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
173  */
174 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
175 {
176         return &rsp->node[0];
177 }
178
179 #ifdef CONFIG_SMP
180
181 /*
182  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
183  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
184  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
185  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
186  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
187  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
188  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
189  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
190  * each and every time we start a new grace period.
191  */
192 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
193 {
194         /*
195          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
196          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
197          */
198         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
199                 rdp->offline_fqs++;
200                 return 1;
201         }
202
203         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
204         if (rdp->preemptable)
205                 return 0;
206
207         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
208         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
209                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
210         else
211                 set_need_resched();
212         rdp->resched_ipi++;
213         return 0;
214 }
215
216 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
217
218 #ifdef CONFIG_NO_HZ
219
220 /**
221  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
222  *
223  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
224  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
225  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
226  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
227  */
228 void rcu_enter_nohz(void)
229 {
230         unsigned long flags;
231         struct rcu_dynticks *rdtp;
232
233         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
234         local_irq_save(flags);
235         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
236         rdtp->dynticks++;
237         rdtp->dynticks_nesting--;
238         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
239         local_irq_restore(flags);
240 }
241
242 /*
243  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
244  *
245  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
246  * read-side critical sections normally occur.
247  */
248 void rcu_exit_nohz(void)
249 {
250         unsigned long flags;
251         struct rcu_dynticks *rdtp;
252
253         local_irq_save(flags);
254         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
255         rdtp->dynticks++;
256         rdtp->dynticks_nesting++;
257         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
258         local_irq_restore(flags);
259         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
260 }
261
262 /**
263  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
264  *
265  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
266  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
267  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
268  */
269 void rcu_nmi_enter(void)
270 {
271         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
272
273         if (rdtp->dynticks & 0x1)
274                 return;
275         rdtp->dynticks_nmi++;
276         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
277         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
278 }
279
280 /**
281  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
282  *
283  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
284  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
285  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
286  */
287 void rcu_nmi_exit(void)
288 {
289         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
290
291         if (rdtp->dynticks & 0x1)
292                 return;
293         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
294         rdtp->dynticks_nmi++;
295         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
296 }
297
298 /**
299  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
300  *
301  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
302  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
303  */
304 void rcu_irq_enter(void)
305 {
306         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
307
308         if (rdtp->dynticks_nesting++)
309                 return;
310         rdtp->dynticks++;
311         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
312         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
313 }
314
315 /**
316  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
317  *
318  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
319  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
320  * with no ticks.
321  */
322 void rcu_irq_exit(void)
323 {
324         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
325
326         if (--rdtp->dynticks_nesting)
327                 return;
328         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
329         rdtp->dynticks++;
330         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
331
332         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
333         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
334             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
335                 set_need_resched();
336 }
337
338 /*
339  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
340  * dynticks counter manipulations.  Specify "rsp->completed - 1" to
341  * unconditionally invalidate any future dynticks manipulations (which is
342  * useful at the beginning of a grace period).
343  */
344 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
345 {
346         rsp->dynticks_completed = comp;
347 }
348
349 #ifdef CONFIG_SMP
350
351 /*
352  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
353  */
354 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
355 {
356         return rsp->dynticks_completed;
357 }
358
359 /*
360  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
361  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
362  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
363  */
364 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
365 {
366         int ret;
367         int snap;
368         int snap_nmi;
369
370         snap = rdp->dynticks->dynticks;
371         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
372         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
373         rdp->dynticks_snap = snap;
374         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
375         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
376         if (ret)
377                 rdp->dynticks_fqs++;
378         return ret;
379 }
380
381 /*
382  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
383  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
384  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
385  * for this same CPU.
386  */
387 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
388 {
389         long curr;
390         long curr_nmi;
391         long snap;
392         long snap_nmi;
393
394         curr = rdp->dynticks->dynticks;
395         snap = rdp->dynticks_snap;
396         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
397         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
398         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
399
400         /*
401          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
402          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
403          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
404          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
405          * read-side critical section that started before the beginning
406          * of the current RCU grace period.
407          */
408         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
409             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
410                 rdp->dynticks_fqs++;
411                 return 1;
412         }
413
414         /* Go check for the CPU being offline. */
415         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
416 }
417
418 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
419
420 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
421
422 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
423 {
424 }
425
426 #ifdef CONFIG_SMP
427
428 /*
429  * If there are no dynticks, then the only way that a CPU can passively
430  * be in a quiescent state is to be offline.  Unlike dynticks idle, which
431  * is a point in time during the prior (already finished) grace period,
432  * an offline CPU is always in a quiescent state, and thus can be
433  * unconditionally applied.  So just return the current value of completed.
434  */
435 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
436 {
437         return rsp->completed;
438 }
439
440 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
441 {
442         return 0;
443 }
444
445 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
446 {
447         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
448 }
449
450 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
451
452 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
453
454 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
455
456 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
457 {
458         rsp->gp_start = jiffies;
459         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
460 }
461
462 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
463 {
464         int cpu;
465         long delta;
466         unsigned long flags;
467         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
468
469         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
470
471         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
472         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
473         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
474                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
475                 return;
476         }
477         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
478
479         /*
480          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
481          * due to CPU offlining.
482          */
483         rcu_print_task_stall(rnp);
484         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
485
486         /* OK, time to rat on our buddy... */
487
488         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
489         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
490                 rcu_print_task_stall(rnp);
491                 if (rnp->qsmask == 0)
492                         continue;
493                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
494                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
495                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
496         }
497         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
498                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
499         trigger_all_cpu_backtrace();
500
501         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
502 }
503
504 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
505 {
506         unsigned long flags;
507         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
508
509         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
510                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
511         trigger_all_cpu_backtrace();
512
513         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
514         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
515                 rsp->jiffies_stall =
516                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
517         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
518
519         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
520 }
521
522 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
523 {
524         long delta;
525         struct rcu_node *rnp;
526
527         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
528         rnp = rdp->mynode;
529         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
530
531                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
532                 print_cpu_stall(rsp);
533
534         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) && delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
535
536                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
537                 print_other_cpu_stall(rsp);
538         }
539 }
540
541 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
542
543 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
544 {
545 }
546
547 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
548 {
549 }
550
551 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
552
553 /*
554  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
555  * This is used both when we started the grace period and when we notice
556  * that someone else started the grace period.
557  */
558 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
559 {
560         rdp->qs_pending = 1;
561         rdp->passed_quiesc = 0;
562         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
563 }
564
565 /*
566  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
567  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
568  * on the CPU corresponding to rdp.
569  */
570 static int
571 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
572 {
573         unsigned long flags;
574         int ret = 0;
575
576         local_irq_save(flags);
577         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
578                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
579                 ret = 1;
580         }
581         local_irq_restore(flags);
582         return ret;
583 }
584
585 /*
586  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
587  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
588  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
589  * be disabled.
590  */
591 static void
592 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
593         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
594 {
595         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
596         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
597
598         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
599                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
600                 return;
601         }
602
603         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
604         rsp->gpnum++;
605         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
606         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
607         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
608         record_gp_stall_check_time(rsp);
609         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
610         note_new_gpnum(rsp, rdp);
611
612         /*
613          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
614          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
615          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
616          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
617          *
618          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
619          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
620          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
621          * by the next RCU grace period.
622          */
623         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
624         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
625
626         /* Special-case the common single-level case. */
627         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
628                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
629                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
630                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
631                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
632                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
633                 return;
634         }
635
636         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
637
638
639         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
640         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
641
642         /*
643          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
644          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
645          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
646          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
647          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
648          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
649          * grace period is in progress, at least until the corresponding
650          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
651          * CPU-hotplug operations.
652          *
653          * Note that the grace period cannot complete until we finish
654          * the initialization process, as there will be at least one
655          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
656          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
657          * irqs disabled.
658          */
659         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
660                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
661                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
662                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
663                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
664                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs already disabled. */
665         }
666
667         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
668         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
669 }
670
671 /*
672  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
673  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
674  * belongs.
675  */
676 static void
677 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
678 {
679         long completed_snap;
680         unsigned long flags;
681
682         local_irq_save(flags);
683         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
684
685         /* Did another grace period end? */
686         if (rdp->completed != completed_snap) {
687
688                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
689                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
690                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
691                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
692
693                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
694                 rdp->completed = completed_snap;
695         }
696         local_irq_restore(flags);
697 }
698
699 /*
700  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
701  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
702  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
703  */
704 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
705         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
706 {
707         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
708         rsp->completed = rsp->gpnum;
709         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
710         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
711 }
712
713 /*
714  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
715  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
716  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
717  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
718  * before return.
719  */
720 static void
721 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
722               unsigned long flags)
723         __releases(rnp->lock)
724 {
725         struct rcu_node *rnp_c;
726
727         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
728         for (;;) {
729                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
730
731                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
732                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
733                         return;
734                 }
735                 rnp->qsmask &= ~mask;
736                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
737
738                         /* Other bits still set at this level, so done. */
739                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
740                         return;
741                 }
742                 mask = rnp->grpmask;
743                 if (rnp->parent == NULL) {
744
745                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
746
747                         break;
748                 }
749                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
750                 rnp_c = rnp;
751                 rnp = rnp->parent;
752                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
753                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
754         }
755
756         /*
757          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
758          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
759          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
760          */
761         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
762 }
763
764 /*
765  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
766  * the current CPU.  The lastcomp argument is used to make sure we are
767  * still in the grace period of interest.  We don't want to end the current
768  * grace period based on quiescent states detected in an earlier grace
769  * period!
770  */
771 static void
772 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
773 {
774         unsigned long flags;
775         unsigned long mask;
776         struct rcu_node *rnp;
777
778         rnp = rdp->mynode;
779         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
780         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
781
782                 /*
783                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
784                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
785                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
786                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
787                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
788                  * occurred.
789                  */
790                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
791                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
792                 return;
793         }
794         mask = rdp->grpmask;
795         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
796                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
797         } else {
798                 rdp->qs_pending = 0;
799
800                 /*
801                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
802                  * callbacks can be processed during the next GP.
803                  */
804                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
805
806                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
807         }
808 }
809
810 /*
811  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
812  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
813  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
814  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
815  */
816 static void
817 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
818 {
819         /* If there is now a new grace period, record and return. */
820         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
821                 return;
822
823         /*
824          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
825          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
826          */
827         if (!rdp->qs_pending)
828                 return;
829
830         /*
831          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
832          * period? If no, then exit and wait for the next call.
833          */
834         if (!rdp->passed_quiesc)
835                 return;
836
837         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
838         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
839 }
840
841 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
842
843 /*
844  * Move a dying CPU's RCU callbacks to the ->orphan_cbs_list for the
845  * specified flavor of RCU.  The callbacks will be adopted by the next
846  * _rcu_barrier() invocation or by the CPU_DEAD notifier, whichever
847  * comes first.  Because this is invoked from the CPU_DYING notifier,
848  * irqs are already disabled.
849  */
850 static void rcu_send_cbs_to_orphanage(struct rcu_state *rsp)
851 {
852         int i;
853         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
854
855         if (rdp->nxtlist == NULL)
856                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
857         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
858         *rsp->orphan_cbs_tail = rdp->nxtlist;
859         rsp->orphan_cbs_tail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
860         rdp->nxtlist = NULL;
861         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
862                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
863         rsp->orphan_qlen += rdp->qlen;
864         rdp->qlen = 0;
865         spin_unlock(&rsp->onofflock);  /* irqs remain disabled. */
866 }
867
868 /*
869  * Adopt previously orphaned RCU callbacks.
870  */
871 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
872 {
873         unsigned long flags;
874         struct rcu_data *rdp;
875
876         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
877         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
878         if (rsp->orphan_cbs_list == NULL) {
879                 spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
880                 return;
881         }
882         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_cbs_list;
883         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_cbs_tail;
884         rdp->qlen += rsp->orphan_qlen;
885         rsp->orphan_cbs_list = NULL;
886         rsp->orphan_cbs_tail = &rsp->orphan_cbs_list;
887         rsp->orphan_qlen = 0;
888         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
889 }
890
891 /*
892  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
893  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
894  */
895 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
896 {
897         unsigned long flags;
898         long lastcomp;
899         unsigned long mask;
900         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
901         struct rcu_node *rnp;
902
903         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
904         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
905
906         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
907         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
908         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
909         do {
910                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
911                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
912                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
913                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
914                         break;
915                 }
916
917                 /*
918                  * If there was a task blocking the current grace period,
919                  * and if all CPUs have checked in, we need to propagate
920                  * the quiescent state up the rcu_node hierarchy.  But that
921                  * is inconvenient at the moment due to deadlock issues if
922                  * this should end the current grace period.  So set the
923                  * offlined CPU's bit in ->qsmask in order to force the
924                  * next force_quiescent_state() invocation to clean up this
925                  * mess in a deadlock-free manner.
926                  */
927                 if (rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp) && !rnp->qsmask)
928                         rnp->qsmask |= mask;
929
930                 mask = rnp->grpmask;
931                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
932                 rnp = rnp->parent;
933         } while (rnp != NULL);
934         lastcomp = rsp->completed;
935
936         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
937
938         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
939 }
940
941 /*
942  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
943  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
944  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
945  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
946  */
947 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
948 {
949         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
950         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
951         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
952 }
953
954 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
955
956 static void rcu_send_cbs_to_orphanage(struct rcu_state *rsp)
957 {
958 }
959
960 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
961 {
962 }
963
964 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
965 {
966 }
967
968 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
969
970 /*
971  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
972  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
973  */
974 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
975 {
976         unsigned long flags;
977         struct rcu_head *next, *list, **tail;
978         int count;
979
980         /* If no callbacks are ready, just return.*/
981         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
982                 return;
983
984         /*
985          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
986          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
987          */
988         local_irq_save(flags);
989         list = rdp->nxtlist;
990         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
991         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
992         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
993         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
994                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
995                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
996         local_irq_restore(flags);
997
998         /* Invoke callbacks. */
999         count = 0;
1000         while (list) {
1001                 next = list->next;
1002                 prefetch(next);
1003                 list->func(list);
1004                 list = next;
1005                 if (++count >= rdp->blimit)
1006                         break;
1007         }
1008
1009         local_irq_save(flags);
1010
1011         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1012         rdp->qlen -= count;
1013         if (list != NULL) {
1014                 *tail = rdp->nxtlist;
1015                 rdp->nxtlist = list;
1016                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1017                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1018                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1019                         else
1020                                 break;
1021         }
1022
1023         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1024         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1025                 rdp->blimit = blimit;
1026
1027         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1028         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1029                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1030                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1031         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1032                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1033
1034         local_irq_restore(flags);
1035
1036         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
1037         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1038                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1039 }
1040
1041 /*
1042  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1043  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1044  * Also schedule the RCU softirq handler.
1045  *
1046  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1047  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1048  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1049  */
1050 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1051 {
1052         if (!rcu_pending(cpu))
1053                 return; /* if nothing for RCU to do. */
1054         if (user ||
1055             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1056              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1057
1058                 /*
1059                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1060                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1061                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1062                  * a quiescent state, so note it.
1063                  *
1064                  * No memory barrier is required here because both
1065                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1066                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1067                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1068                  */
1069
1070                 rcu_sched_qs(cpu);
1071                 rcu_bh_qs(cpu);
1072
1073         } else if (!in_softirq()) {
1074
1075                 /*
1076                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1077                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1078                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1079                  * critical section, so note it.
1080                  */
1081
1082                 rcu_bh_qs(cpu);
1083         }
1084         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1085         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1086 }
1087
1088 #ifdef CONFIG_SMP
1089
1090 /*
1091  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1092  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1093  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1094  * because we made it end).
1095  */
1096 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1097                                int (*f)(struct rcu_data *))
1098 {
1099         unsigned long bit;
1100         int cpu;
1101         unsigned long flags;
1102         unsigned long mask;
1103         struct rcu_node *rnp;
1104
1105         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1106                 mask = 0;
1107                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1108                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1109                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1110                         return 1;
1111                 }
1112                 if (rnp->qsmask == 0) {
1113                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1114                         continue;
1115                 }
1116                 cpu = rnp->grplo;
1117                 bit = 1;
1118                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1119                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1120                                 mask |= bit;
1121                 }
1122                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1123
1124                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp->lock. */
1125                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags);
1126                         continue;
1127                 }
1128                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1129         }
1130         return 0;
1131 }
1132
1133 /*
1134  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1135  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1136  */
1137 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1138 {
1139         unsigned long flags;
1140         long lastcomp;
1141         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1142         u8 signaled;
1143
1144         if (!rcu_gp_in_progress(rsp))
1145                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1146         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1147                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1148                 return; /* Someone else is already on the job. */
1149         }
1150         if (relaxed &&
1151             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1152                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1153         rsp->n_force_qs++;
1154         spin_lock(&rnp->lock);
1155         lastcomp = rsp->completed;
1156         signaled = rsp->signaled;
1157         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1158         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1159                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1160                 spin_unlock(&rnp->lock);
1161                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1162         }
1163         spin_unlock(&rnp->lock);
1164         switch (signaled) {
1165         case RCU_GP_INIT:
1166
1167                 break; /* grace period still initializing, ignore. */
1168
1169         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1170
1171                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1172                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1173
1174                 /* Record dyntick-idle state. */
1175                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1176                                         dyntick_save_progress_counter))
1177                         goto unlock_ret;
1178
1179                 /* Update state, record completion counter. */
1180                 spin_lock(&rnp->lock);
1181                 if (lastcomp == rsp->completed) {
1182                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1183                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1184                 }
1185                 spin_unlock(&rnp->lock);
1186                 break;
1187
1188         case RCU_FORCE_QS:
1189
1190                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1191                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1192                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1193                         goto unlock_ret;
1194
1195                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1196
1197                 break;
1198         }
1199 unlock_ret:
1200         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1201 }
1202
1203 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1204
1205 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1206 {
1207         set_need_resched();
1208 }
1209
1210 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1211
1212 /*
1213  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1214  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1215  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1216  */
1217 static void
1218 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1219 {
1220         unsigned long flags;
1221
1222         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1223
1224         /*
1225          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1226          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1227          */
1228         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1229                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1230
1231         /*
1232          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1233          * period that some other CPU ended.
1234          */
1235         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1236
1237         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1238         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1239
1240         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1241         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1242                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1243                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1244         }
1245
1246         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1247         rcu_do_batch(rsp, rdp);
1248 }
1249
1250 /*
1251  * Do softirq processing for the current CPU.
1252  */
1253 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1254 {
1255         /*
1256          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1257          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1258          * grace-period manipulations below.
1259          */
1260         smp_mb(); /* See above block comment. */
1261
1262         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1263                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1264         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1265         rcu_preempt_process_callbacks();
1266
1267         /*
1268          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1269          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1270          * grace-period manipulations above.
1271          */
1272         smp_mb(); /* See above block comment. */
1273 }
1274
1275 static void
1276 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1277            struct rcu_state *rsp)
1278 {
1279         unsigned long flags;
1280         struct rcu_data *rdp;
1281
1282         head->func = func;
1283         head->next = NULL;
1284
1285         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1286
1287         /*
1288          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1289          * Note that we might see a beginning right after we see an
1290          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1291          * a quiescent state betweentimes.
1292          */
1293         local_irq_save(flags);
1294         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1295         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1296         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1297
1298         /* Add the callback to our list. */
1299         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1300         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1301
1302         /* Start a new grace period if one not already started. */
1303         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1304                 unsigned long nestflag;
1305                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1306
1307                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1308                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1309         }
1310
1311         /*
1312          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1313          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1314          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1315          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1316          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1317          */
1318         if (unlikely(++rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1319                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1320                 if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1321                     *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1322                         force_quiescent_state(rsp, 0);
1323                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1324                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1325         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1326                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1327         local_irq_restore(flags);
1328 }
1329
1330 /*
1331  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1332  */
1333 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1334 {
1335         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1336 }
1337 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1338
1339 /*
1340  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1341  */
1342 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1343 {
1344         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1345 }
1346 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1347
1348 /*
1349  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1350  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1351  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1352  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1353  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1354  */
1355 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1356 {
1357         rdp->n_rcu_pending++;
1358
1359         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1360         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1361
1362         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1363         if (rdp->qs_pending) {
1364                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1365                 return 1;
1366         }
1367
1368         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1369         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1370                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1371                 return 1;
1372         }
1373
1374         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1375         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1376                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1377                 return 1;
1378         }
1379
1380         /* Has another RCU grace period completed?  */
1381         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1382                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1383                 return 1;
1384         }
1385
1386         /* Has a new RCU grace period started? */
1387         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1388                 rdp->n_rp_gp_started++;
1389                 return 1;
1390         }
1391
1392         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1393         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1394             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1395                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1396                 return 1;
1397         }
1398
1399         /* nothing to do */
1400         rdp->n_rp_need_nothing++;
1401         return 0;
1402 }
1403
1404 /*
1405  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1406  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1407  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1408  */
1409 static int rcu_pending(int cpu)
1410 {
1411         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1412                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1413                rcu_preempt_pending(cpu);
1414 }
1415
1416 /*
1417  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1418  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1419  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1420  * an exported member of the RCU API.
1421  */
1422 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1423 {
1424         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1425         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1426                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1427                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1428 }
1429
1430 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1431 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1432 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1433 static struct completion rcu_barrier_completion;
1434
1435 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1436 {
1437         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1438                 complete(&rcu_barrier_completion);
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1443  */
1444 static void rcu_barrier_func(void *type)
1445 {
1446         int cpu = smp_processor_id();
1447         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1448         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1449                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1450
1451         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1452         call_rcu_func = type;
1453         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1454 }
1455
1456 /*
1457  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1458  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1459  */
1460 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1461                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1462                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1463 {
1464         BUG_ON(in_interrupt());
1465         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1466         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1467         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1468         /*
1469          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1470          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1471          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1472          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1473          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1474          * did their increment, causing this function to return too
1475          * early.
1476          */
1477         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1478         preempt_disable(); /* stop CPU_DYING from filling orphan_cbs_list */
1479         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1480         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1481         preempt_enable(); /* CPU_DYING can again fill orphan_cbs_list */
1482         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1483                 complete(&rcu_barrier_completion);
1484         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1485         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1486 }
1487
1488 /**
1489  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1490  */
1491 void rcu_barrier_bh(void)
1492 {
1493         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1494 }
1495 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1496
1497 /**
1498  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
1499  */
1500 void rcu_barrier_sched(void)
1501 {
1502         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
1503 }
1504 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
1505
1506 /*
1507  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1508  */
1509 static void __init
1510 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1511 {
1512         unsigned long flags;
1513         int i;
1514         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1515         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1516
1517         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1518         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1519         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1520         rdp->nxtlist = NULL;
1521         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1522                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1523         rdp->qlen = 0;
1524 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1525         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1526 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1527         rdp->cpu = cpu;
1528         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1529 }
1530
1531 /*
1532  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1533  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1534  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1535  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1536  */
1537 static void __cpuinit
1538 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1539 {
1540         unsigned long flags;
1541         long lastcomp;
1542         unsigned long mask;
1543         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1544         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1545
1546         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1547         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1548         lastcomp = rsp->completed;
1549         rdp->completed = lastcomp;
1550         rdp->gpnum = lastcomp;
1551         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1552         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1553         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1554         rdp->preemptable = preemptable;
1555         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1556         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1557         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1558         rdp->blimit = blimit;
1559         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1560
1561         /*
1562          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1563          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1564          */
1565
1566         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1567         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1568
1569         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1570         rnp = rdp->mynode;
1571         mask = rdp->grpmask;
1572         do {
1573                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1574                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1575                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1576                 mask = rnp->grpmask;
1577                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1578                 rnp = rnp->parent;
1579         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1580
1581         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1582 }
1583
1584 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1585 {
1586         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1587         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1588         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1589 }
1590
1591 /*
1592  * Handle CPU online/offline notification events.
1593  */
1594 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1595                              unsigned long action, void *hcpu)
1596 {
1597         long cpu = (long)hcpu;
1598
1599         switch (action) {
1600         case CPU_UP_PREPARE:
1601         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1602                 rcu_online_cpu(cpu);
1603                 break;
1604         case CPU_DYING:
1605         case CPU_DYING_FROZEN:
1606                 /*
1607                  * preempt_disable() in _rcu_barrier() prevents stop_machine(),
1608                  * so when "on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)type, 1);"
1609                  * returns, all online cpus have queued rcu_barrier_func().
1610                  * The dying CPU clears its cpu_online_mask bit and
1611                  * moves all of its RCU callbacks to ->orphan_cbs_list
1612                  * in the context of stop_machine(), so subsequent calls
1613                  * to _rcu_barrier() will adopt these callbacks and only
1614                  * then queue rcu_barrier_func() on all remaining CPUs.
1615                  */
1616                 rcu_send_cbs_to_orphanage(&rcu_bh_state);
1617                 rcu_send_cbs_to_orphanage(&rcu_sched_state);
1618                 rcu_preempt_send_cbs_to_orphanage();
1619                 break;
1620         case CPU_DEAD:
1621         case CPU_DEAD_FROZEN:
1622         case CPU_UP_CANCELED:
1623         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1624                 rcu_offline_cpu(cpu);
1625                 break;
1626         default:
1627                 break;
1628         }
1629         return NOTIFY_OK;
1630 }
1631
1632 /*
1633  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1634  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1635  */
1636 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1637 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1638 {
1639         int i;
1640
1641         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1642                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1643 }
1644 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1645 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1646 {
1647         int ccur;
1648         int cprv;
1649         int i;
1650
1651         cprv = NR_CPUS;
1652         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1653                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1654                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1655                 cprv = ccur;
1656         }
1657 }
1658 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1659
1660 /*
1661  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1662  */
1663 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1664 {
1665         int cpustride = 1;
1666         int i;
1667         int j;
1668         struct rcu_node *rnp;
1669
1670         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1671
1672         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1673                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1674         rcu_init_levelspread(rsp);
1675
1676         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1677
1678         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1679                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1680                 rnp = rsp->level[i];
1681                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1682                         if (rnp != rcu_get_root(rsp))
1683                                 spin_lock_init(&rnp->lock);
1684                         rnp->gpnum = 0;
1685                         rnp->qsmask = 0;
1686                         rnp->qsmaskinit = 0;
1687                         rnp->grplo = j * cpustride;
1688                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1689                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1690                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1691                         if (i == 0) {
1692                                 rnp->grpnum = 0;
1693                                 rnp->grpmask = 0;
1694                                 rnp->parent = NULL;
1695                         } else {
1696                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1697                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1698                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1699                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1700                         }
1701                         rnp->level = i;
1702                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1703                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1704                 }
1705         }
1706         spin_lock_init(&rcu_get_root(rsp)->lock);
1707 }
1708
1709 /*
1710  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1711  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1712  * structure.
1713  */
1714 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1715 do { \
1716         int i; \
1717         int j; \
1718         struct rcu_node *rnp; \
1719         \
1720         rcu_init_one(rsp); \
1721         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1722         j = 0; \
1723         for_each_possible_cpu(i) { \
1724                 if (i > rnp[j].grphi) \
1725                         j++; \
1726                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1727                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1728                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1729         } \
1730 } while (0)
1731
1732 void __init __rcu_init(void)
1733 {
1734         rcu_bootup_announce();
1735 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1736         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1737 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1738         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1739         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1740         __rcu_init_preempt();
1741         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1742 }
1743
1744 #include "rcutree_plugin.h"