rcu: Clean up code based on review feedback from Josh Triplett, part 2
[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 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
53 static struct lock_class_key rcu_lock_key;
54 struct lockdep_map rcu_lock_map =
55         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock", &rcu_lock_key);
56 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lock_map);
57 #endif
58
59 /* Data structures. */
60
61 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
62         .level = { &name.node[0] }, \
63         .levelcnt = { \
64                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
65                 NUM_RCU_LVL_1, \
66                 NUM_RCU_LVL_2, \
67                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
68         }, \
69         .signaled = RCU_SIGNAL_INIT, \
70         .gpnum = -300, \
71         .completed = -300, \
72         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
73         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
74         .n_force_qs = 0, \
75         .n_force_qs_ngp = 0, \
76 }
77
78 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
79 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
80
81 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
82 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
83
84 /* Forward declarations for rcutree_plugin.h */
85 static inline void rcu_bootup_announce(void);
86 long rcu_batches_completed(void);
87 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu);
88 static int rcu_preempted_readers(struct rcu_node *rnp);
89 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
90 static void rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp);
91 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
92 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp);
93 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
94 static void rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
95                                       struct rcu_node *rnp,
96                                       struct rcu_data *rdp);
97 static void rcu_preempt_offline_cpu(int cpu);
98 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
99 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu);
100 static void rcu_preempt_process_callbacks(void);
101 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu));
102 static int rcu_preempt_pending(int cpu);
103 static int rcu_preempt_needs_cpu(int cpu);
104 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu);
105 static void __init __rcu_init_preempt(void);
106
107
108 /*
109  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
110  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
111  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
112  */
113 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
114 {
115         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
116 }
117
118 /*
119  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
120  * how many quiescent states passed, just if there was at least
121  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
122  */
123 void rcu_sched_qs(int cpu)
124 {
125         struct rcu_data *rdp;
126
127         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
128         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
129         barrier();
130         rdp->passed_quiesc = 1;
131         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
132 }
133
134 void rcu_bh_qs(int cpu)
135 {
136         struct rcu_data *rdp;
137
138         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
139         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
140         barrier();
141         rdp->passed_quiesc = 1;
142 }
143
144 #ifdef CONFIG_NO_HZ
145 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
146         .dynticks_nesting = 1,
147         .dynticks = 1,
148 };
149 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
150
151 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
152 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
153 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
154
155 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
156 static int rcu_pending(int cpu);
157
158 /*
159  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
160  */
161 long rcu_batches_completed_sched(void)
162 {
163         return rcu_sched_state.completed;
164 }
165 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
166
167 /*
168  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
169  */
170 long rcu_batches_completed_bh(void)
171 {
172         return rcu_bh_state.completed;
173 }
174 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
175
176 /*
177  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
178  */
179 static int
180 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
181 {
182         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
183 }
184
185 /*
186  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
187  */
188 static int
189 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
190 {
191         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
192 }
193
194 /*
195  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
196  */
197 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
198 {
199         return &rsp->node[0];
200 }
201
202 #ifdef CONFIG_SMP
203
204 /*
205  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
206  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
207  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
208  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
209  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
210  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
211  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
212  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
213  * each and every time we start a new grace period.
214  */
215 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
216 {
217         /*
218          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
219          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
220          */
221         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
222                 rdp->offline_fqs++;
223                 return 1;
224         }
225
226         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
227         if (rdp->preemptable)
228                 return 0;
229
230         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
231         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
232                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
233         else
234                 set_need_resched();
235         rdp->resched_ipi++;
236         return 0;
237 }
238
239 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
240
241 #ifdef CONFIG_NO_HZ
242
243 /**
244  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
245  *
246  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
247  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
248  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
249  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
250  */
251 void rcu_enter_nohz(void)
252 {
253         unsigned long flags;
254         struct rcu_dynticks *rdtp;
255
256         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
257         local_irq_save(flags);
258         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
259         rdtp->dynticks++;
260         rdtp->dynticks_nesting--;
261         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
262         local_irq_restore(flags);
263 }
264
265 /*
266  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
267  *
268  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
269  * read-side critical sections normally occur.
270  */
271 void rcu_exit_nohz(void)
272 {
273         unsigned long flags;
274         struct rcu_dynticks *rdtp;
275
276         local_irq_save(flags);
277         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
278         rdtp->dynticks++;
279         rdtp->dynticks_nesting++;
280         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
281         local_irq_restore(flags);
282         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
283 }
284
285 /**
286  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
287  *
288  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
289  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
290  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
291  */
292 void rcu_nmi_enter(void)
293 {
294         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
295
296         if (rdtp->dynticks & 0x1)
297                 return;
298         rdtp->dynticks_nmi++;
299         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
300         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
301 }
302
303 /**
304  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
305  *
306  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
307  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
308  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
309  */
310 void rcu_nmi_exit(void)
311 {
312         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
313
314         if (rdtp->dynticks & 0x1)
315                 return;
316         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
317         rdtp->dynticks_nmi++;
318         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
319 }
320
321 /**
322  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
323  *
324  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
325  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
326  */
327 void rcu_irq_enter(void)
328 {
329         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
330
331         if (rdtp->dynticks_nesting++)
332                 return;
333         rdtp->dynticks++;
334         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
335         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
336 }
337
338 /**
339  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
340  *
341  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
342  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
343  * with no ticks.
344  */
345 void rcu_irq_exit(void)
346 {
347         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
348
349         if (--rdtp->dynticks_nesting)
350                 return;
351         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
352         rdtp->dynticks++;
353         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
354
355         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
356         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
357             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
358                 set_need_resched();
359 }
360
361 /*
362  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
363  * dynticks counter manipulations.  Specify "rsp->completed - 1" to
364  * unconditionally invalidate any future dynticks manipulations (which is
365  * useful at the beginning of a grace period).
366  */
367 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
368 {
369         rsp->dynticks_completed = comp;
370 }
371
372 #ifdef CONFIG_SMP
373
374 /*
375  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
376  */
377 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
378 {
379         return rsp->dynticks_completed;
380 }
381
382 /*
383  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
384  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
385  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
386  */
387 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
388 {
389         int ret;
390         int snap;
391         int snap_nmi;
392
393         snap = rdp->dynticks->dynticks;
394         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
395         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
396         rdp->dynticks_snap = snap;
397         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
398         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
399         if (ret)
400                 rdp->dynticks_fqs++;
401         return ret;
402 }
403
404 /*
405  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
406  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
407  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
408  * for this same CPU.
409  */
410 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
411 {
412         long curr;
413         long curr_nmi;
414         long snap;
415         long snap_nmi;
416
417         curr = rdp->dynticks->dynticks;
418         snap = rdp->dynticks_snap;
419         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
420         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
421         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
422
423         /*
424          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
425          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
426          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
427          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
428          * read-side critical section that started before the beginning
429          * of the current RCU grace period.
430          */
431         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
432             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
433                 rdp->dynticks_fqs++;
434                 return 1;
435         }
436
437         /* Go check for the CPU being offline. */
438         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
439 }
440
441 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
442
443 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
444
445 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
446 {
447 }
448
449 #ifdef CONFIG_SMP
450
451 /*
452  * If there are no dynticks, then the only way that a CPU can passively
453  * be in a quiescent state is to be offline.  Unlike dynticks idle, which
454  * is a point in time during the prior (already finished) grace period,
455  * an offline CPU is always in a quiescent state, and thus can be
456  * unconditionally applied.  So just return the current value of completed.
457  */
458 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
459 {
460         return rsp->completed;
461 }
462
463 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
464 {
465         return 0;
466 }
467
468 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
469 {
470         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
471 }
472
473 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
474
475 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
476
477 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
478
479 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
480 {
481         rsp->gp_start = jiffies;
482         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
483 }
484
485 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
486 {
487         int cpu;
488         long delta;
489         unsigned long flags;
490         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
491         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
492         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
493
494         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
495
496         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
497         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
498         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
499                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
500                 return;
501         }
502         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
503         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
504
505         /* OK, time to rat on our buddy... */
506
507         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
508         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
509                 rcu_print_task_stall(rnp);
510                 if (rnp_cur->qsmask == 0)
511                         continue;
512                 for (cpu = 0; cpu <= rnp_cur->grphi - rnp_cur->grplo; cpu++)
513                         if (rnp_cur->qsmask & (1UL << cpu))
514                                 printk(" %d", rnp_cur->grplo + cpu);
515         }
516         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
517                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
518         trigger_all_cpu_backtrace();
519
520         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
521 }
522
523 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
524 {
525         unsigned long flags;
526         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
527
528         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
529                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
530         trigger_all_cpu_backtrace();
531
532         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
533         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
534                 rsp->jiffies_stall =
535                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
536         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
537
538         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
539 }
540
541 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
542 {
543         long delta;
544         struct rcu_node *rnp;
545
546         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
547         rnp = rdp->mynode;
548         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
549
550                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
551                 print_cpu_stall(rsp);
552
553         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) && delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
554
555                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
556                 print_other_cpu_stall(rsp);
557         }
558 }
559
560 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
561
562 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
563 {
564 }
565
566 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
567 {
568 }
569
570 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
571
572 /*
573  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
574  * This is used both when we started the grace period and when we notice
575  * that someone else started the grace period.
576  */
577 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
578 {
579         rdp->qs_pending = 1;
580         rdp->passed_quiesc = 0;
581         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
582 }
583
584 /*
585  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
586  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
587  * on the CPU corresponding to rdp.
588  */
589 static int
590 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
591 {
592         unsigned long flags;
593         int ret = 0;
594
595         local_irq_save(flags);
596         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
597                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
598                 ret = 1;
599         }
600         local_irq_restore(flags);
601         return ret;
602 }
603
604 /*
605  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
606  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
607  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
608  * be disabled.
609  */
610 static void
611 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
612         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
613 {
614         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
615         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
616
617         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
618                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
619                 return;
620         }
621
622         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
623         rsp->gpnum++;
624         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
625         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
626         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
627         record_gp_stall_check_time(rsp);
628         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
629         note_new_gpnum(rsp, rdp);
630
631         /*
632          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
633          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
634          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
635          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
636          *
637          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
638          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
639          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
640          * by the next RCU grace period.
641          */
642         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
643         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
644
645         /* Special-case the common single-level case. */
646         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
647                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
648                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
649                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
650                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
651                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
652                 return;
653         }
654
655         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
656
657
658         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
659         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
660
661         /*
662          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
663          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
664          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
665          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
666          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
667          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
668          * grace period is in progress, at least until the corresponding
669          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
670          * CPU-hotplug operations.
671          *
672          * Note that the grace period cannot complete until we finish
673          * the initialization process, as there will be at least one
674          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
675          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
676          * irqs disabled.
677          */
678         for (rnp = &rsp->node[0]; rnp < &rsp->node[NUM_RCU_NODES]; rnp++) {
679                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
680                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
681                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
682                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
683                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs already disabled. */
684         }
685
686         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
687         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
688 }
689
690 /*
691  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
692  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
693  * belongs.
694  */
695 static void
696 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
697 {
698         long completed_snap;
699         unsigned long flags;
700
701         local_irq_save(flags);
702         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
703
704         /* Did another grace period end? */
705         if (rdp->completed != completed_snap) {
706
707                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
708                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
709                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
710                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
711
712                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
713                 rdp->completed = completed_snap;
714         }
715         local_irq_restore(flags);
716 }
717
718 /*
719  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
720  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
721  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
722  */
723 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
724         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
725 {
726         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
727         rsp->completed = rsp->gpnum;
728         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
729         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
730 }
731
732 /*
733  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
734  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
735  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
736  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
737  * before return.
738  */
739 static void
740 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
741               unsigned long flags)
742         __releases(rnp->lock)
743 {
744         struct rcu_node *rnp_c;
745
746         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
747         for (;;) {
748                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
749
750                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
751                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
752                         return;
753                 }
754                 rnp->qsmask &= ~mask;
755                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
756
757                         /* Other bits still set at this level, so done. */
758                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
759                         return;
760                 }
761                 mask = rnp->grpmask;
762                 if (rnp->parent == NULL) {
763
764                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
765
766                         break;
767                 }
768                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
769                 rnp_c = rnp;
770                 rnp = rnp->parent;
771                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
772                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
773         }
774
775         /*
776          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
777          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
778          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
779          */
780         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
781 }
782
783 /*
784  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
785  * the current CPU.  The lastcomp argument is used to make sure we are
786  * still in the grace period of interest.  We don't want to end the current
787  * grace period based on quiescent states detected in an earlier grace
788  * period!
789  */
790 static void
791 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
792 {
793         unsigned long flags;
794         unsigned long mask;
795         struct rcu_node *rnp;
796
797         rnp = rdp->mynode;
798         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
799         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
800
801                 /*
802                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
803                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
804                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
805                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
806                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
807                  * occurred.
808                  */
809                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
810                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
811                 return;
812         }
813         mask = rdp->grpmask;
814         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
815                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
816         } else {
817                 rdp->qs_pending = 0;
818
819                 /*
820                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
821                  * callbacks can be processed during the next GP.
822                  */
823                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
824
825                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
826         }
827 }
828
829 /*
830  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
831  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
832  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
833  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
834  */
835 static void
836 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
837 {
838         /* If there is now a new grace period, record and return. */
839         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
840                 return;
841
842         /*
843          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
844          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
845          */
846         if (!rdp->qs_pending)
847                 return;
848
849         /*
850          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
851          * period? If no, then exit and wait for the next call.
852          */
853         if (!rdp->passed_quiesc)
854                 return;
855
856         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
857         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
858 }
859
860 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
861
862 /*
863  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
864  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
865  */
866 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
867 {
868         int i;
869         unsigned long flags;
870         long lastcomp;
871         unsigned long mask;
872         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
873         struct rcu_data *rdp_me;
874         struct rcu_node *rnp;
875
876         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
877         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
878
879         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
880         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
881         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
882         do {
883                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
884                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
885                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
886                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
887                         break;
888                 }
889                 rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
890                 mask = rnp->grpmask;
891                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
892                 rnp = rnp->parent;
893         } while (rnp != NULL);
894         lastcomp = rsp->completed;
895
896         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
897
898         /*
899          * Move callbacks from the outgoing CPU to the running CPU.
900          * Note that the outgoing CPU is now quiescent, so it is now
901          * (uncharacteristically) safe to access its rcu_data structure.
902          * Note also that we must carefully retain the order of the
903          * outgoing CPU's callbacks in order for rcu_barrier() to work
904          * correctly.  Finally, note that we start all the callbacks
905          * afresh, even those that have passed through a grace period
906          * and are therefore ready to invoke.  The theory is that hotplug
907          * events are rare, and that if they are frequent enough to
908          * indefinitely delay callbacks, you have far worse things to
909          * be worrying about.
910          */
911         rdp_me = rsp->rda[smp_processor_id()];
912         if (rdp->nxtlist != NULL) {
913                 *rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
914                 rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
915                 rdp->nxtlist = NULL;
916                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
917                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
918                 rdp_me->qlen += rdp->qlen;
919                 rdp->qlen = 0;
920         }
921         local_irq_restore(flags);
922 }
923
924 /*
925  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
926  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
927  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
928  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
929  */
930 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
931 {
932         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
933         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
934         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
935 }
936
937 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
938
939 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
940 {
941 }
942
943 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
944
945 /*
946  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
947  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
948  */
949 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
950 {
951         unsigned long flags;
952         struct rcu_head *next, *list, **tail;
953         int count;
954
955         /* If no callbacks are ready, just return.*/
956         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
957                 return;
958
959         /*
960          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
961          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
962          */
963         local_irq_save(flags);
964         list = rdp->nxtlist;
965         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
966         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
967         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
968         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
969                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
970                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
971         local_irq_restore(flags);
972
973         /* Invoke callbacks. */
974         count = 0;
975         while (list) {
976                 next = list->next;
977                 prefetch(next);
978                 list->func(list);
979                 list = next;
980                 if (++count >= rdp->blimit)
981                         break;
982         }
983
984         local_irq_save(flags);
985
986         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
987         rdp->qlen -= count;
988         if (list != NULL) {
989                 *tail = rdp->nxtlist;
990                 rdp->nxtlist = list;
991                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
992                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
993                                 rdp->nxttail[count] = tail;
994                         else
995                                 break;
996         }
997
998         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
999         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1000                 rdp->blimit = blimit;
1001
1002         local_irq_restore(flags);
1003
1004         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
1005         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1006                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1011  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1012  * Also schedule the RCU softirq handler.
1013  *
1014  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1015  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1016  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1017  */
1018 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1019 {
1020         if (!rcu_pending(cpu))
1021                 return; /* if nothing for RCU to do. */
1022         if (user ||
1023             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1024              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1025
1026                 /*
1027                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1028                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1029                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1030                  * a quiescent state, so note it.
1031                  *
1032                  * No memory barrier is required here because both
1033                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1034                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1035                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1036                  */
1037
1038                 rcu_sched_qs(cpu);
1039                 rcu_bh_qs(cpu);
1040
1041         } else if (!in_softirq()) {
1042
1043                 /*
1044                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1045                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1046                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1047                  * critical section, so note it.
1048                  */
1049
1050                 rcu_bh_qs(cpu);
1051         }
1052         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1053         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1054 }
1055
1056 #ifdef CONFIG_SMP
1057
1058 /*
1059  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1060  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1061  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1062  * because we made it end).
1063  */
1064 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1065                                int (*f)(struct rcu_data *))
1066 {
1067         unsigned long bit;
1068         int cpu;
1069         unsigned long flags;
1070         unsigned long mask;
1071         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
1072         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
1073
1074         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
1075                 mask = 0;
1076                 spin_lock_irqsave(&rnp_cur->lock, flags);
1077                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1078                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1079                         return 1;
1080                 }
1081                 if (rnp_cur->qsmask == 0) {
1082                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1083                         continue;
1084                 }
1085                 cpu = rnp_cur->grplo;
1086                 bit = 1;
1087                 for (; cpu <= rnp_cur->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1088                         if ((rnp_cur->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1089                                 mask |= bit;
1090                 }
1091                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1092
1093                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp_cur->lock. */
1094                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp_cur, flags);
1095                         continue;
1096                 }
1097                 spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1098         }
1099         return 0;
1100 }
1101
1102 /*
1103  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1104  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1105  */
1106 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1107 {
1108         unsigned long flags;
1109         long lastcomp;
1110         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1111         u8 signaled;
1112
1113         if (!rcu_gp_in_progress(rsp))
1114                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1115         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1116                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1117                 return; /* Someone else is already on the job. */
1118         }
1119         if (relaxed &&
1120             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1121                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1122         rsp->n_force_qs++;
1123         spin_lock(&rnp->lock);
1124         lastcomp = rsp->completed;
1125         signaled = rsp->signaled;
1126         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1127         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1128                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1129                 spin_unlock(&rnp->lock);
1130                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1131         }
1132         spin_unlock(&rnp->lock);
1133         switch (signaled) {
1134         case RCU_GP_INIT:
1135
1136                 break; /* grace period still initializing, ignore. */
1137
1138         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1139
1140                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1141                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1142
1143                 /* Record dyntick-idle state. */
1144                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1145                                         dyntick_save_progress_counter))
1146                         goto unlock_ret;
1147
1148                 /* Update state, record completion counter. */
1149                 spin_lock(&rnp->lock);
1150                 if (lastcomp == rsp->completed) {
1151                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1152                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1153                 }
1154                 spin_unlock(&rnp->lock);
1155                 break;
1156
1157         case RCU_FORCE_QS:
1158
1159                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1160                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1161                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1162                         goto unlock_ret;
1163
1164                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1165
1166                 break;
1167         }
1168 unlock_ret:
1169         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1170 }
1171
1172 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1173
1174 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1175 {
1176         set_need_resched();
1177 }
1178
1179 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1180
1181 /*
1182  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1183  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1184  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1185  */
1186 static void
1187 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1188 {
1189         unsigned long flags;
1190
1191         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1192
1193         /*
1194          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1195          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1196          */
1197         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1198                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1199
1200         /*
1201          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1202          * period that some other CPU ended.
1203          */
1204         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1205
1206         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1207         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1208
1209         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1210         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1211                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1212                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1213         }
1214
1215         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1216         rcu_do_batch(rdp);
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Do softirq processing for the current CPU.
1221  */
1222 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1223 {
1224         /*
1225          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1226          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1227          * grace-period manipulations below.
1228          */
1229         smp_mb(); /* See above block comment. */
1230
1231         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1232                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1233         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1234         rcu_preempt_process_callbacks();
1235
1236         /*
1237          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1238          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1239          * grace-period manipulations above.
1240          */
1241         smp_mb(); /* See above block comment. */
1242 }
1243
1244 static void
1245 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1246            struct rcu_state *rsp)
1247 {
1248         unsigned long flags;
1249         struct rcu_data *rdp;
1250
1251         head->func = func;
1252         head->next = NULL;
1253
1254         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1255
1256         /*
1257          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1258          * Note that we might see a beginning right after we see an
1259          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1260          * a quiescent state betweentimes.
1261          */
1262         local_irq_save(flags);
1263         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1264         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1265         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1266
1267         /* Add the callback to our list. */
1268         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1269         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1270
1271         /* Start a new grace period if one not already started. */
1272         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1273                 unsigned long nestflag;
1274                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1275
1276                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1277                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1278         }
1279
1280         /* Force the grace period if too many callbacks or too long waiting. */
1281         if (unlikely(++rdp->qlen > qhimark)) {
1282                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1283                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1284         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1285                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1286         local_irq_restore(flags);
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1291  */
1292 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1293 {
1294         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1295 }
1296 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1297
1298 /*
1299  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1300  */
1301 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1302 {
1303         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1304 }
1305 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1306
1307 /*
1308  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1309  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1310  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1311  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1312  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1313  */
1314 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1315 {
1316         rdp->n_rcu_pending++;
1317
1318         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1319         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1320
1321         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1322         if (rdp->qs_pending) {
1323                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1324                 return 1;
1325         }
1326
1327         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1328         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1329                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1330                 return 1;
1331         }
1332
1333         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1334         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1335                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1336                 return 1;
1337         }
1338
1339         /* Has another RCU grace period completed?  */
1340         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1341                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1342                 return 1;
1343         }
1344
1345         /* Has a new RCU grace period started? */
1346         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1347                 rdp->n_rp_gp_started++;
1348                 return 1;
1349         }
1350
1351         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1352         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1353             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1354                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1355                 return 1;
1356         }
1357
1358         /* nothing to do */
1359         rdp->n_rp_need_nothing++;
1360         return 0;
1361 }
1362
1363 /*
1364  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1365  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1366  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1367  */
1368 static int rcu_pending(int cpu)
1369 {
1370         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1371                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1372                rcu_preempt_pending(cpu);
1373 }
1374
1375 /*
1376  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1377  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1378  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1379  * an exported member of the RCU API.
1380  */
1381 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1382 {
1383         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1384         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1385                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1386                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1387 }
1388
1389 /*
1390  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1391  */
1392 static void __init
1393 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1394 {
1395         unsigned long flags;
1396         int i;
1397         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1398         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1399
1400         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1401         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1402         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1403         rdp->nxtlist = NULL;
1404         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1405                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1406         rdp->qlen = 0;
1407 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1408         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1409 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1410         rdp->cpu = cpu;
1411         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1412 }
1413
1414 /*
1415  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1416  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1417  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1418  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1419  */
1420 static void __cpuinit
1421 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1422 {
1423         unsigned long flags;
1424         long lastcomp;
1425         unsigned long mask;
1426         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1427         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1428
1429         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1430         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1431         lastcomp = rsp->completed;
1432         rdp->completed = lastcomp;
1433         rdp->gpnum = lastcomp;
1434         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1435         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1436         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1437         rdp->preemptable = preemptable;
1438         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1439         rdp->blimit = blimit;
1440         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1441
1442         /*
1443          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1444          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1445          */
1446
1447         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1448         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1449
1450         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1451         rnp = rdp->mynode;
1452         mask = rdp->grpmask;
1453         do {
1454                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1455                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1456                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1457                 mask = rnp->grpmask;
1458                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1459                 rnp = rnp->parent;
1460         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1461
1462         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1463 }
1464
1465 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1466 {
1467         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1468         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1469         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1470 }
1471
1472 /*
1473  * Handle CPU online/offline notification events.
1474  */
1475 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1476                              unsigned long action, void *hcpu)
1477 {
1478         long cpu = (long)hcpu;
1479
1480         switch (action) {
1481         case CPU_UP_PREPARE:
1482         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1483                 rcu_online_cpu(cpu);
1484                 break;
1485         case CPU_DEAD:
1486         case CPU_DEAD_FROZEN:
1487         case CPU_UP_CANCELED:
1488         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1489                 rcu_offline_cpu(cpu);
1490                 break;
1491         default:
1492                 break;
1493         }
1494         return NOTIFY_OK;
1495 }
1496
1497 /*
1498  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1499  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1500  */
1501 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1502 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1503 {
1504         int i;
1505
1506         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1507                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1508 }
1509 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1510 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1511 {
1512         int ccur;
1513         int cprv;
1514         int i;
1515
1516         cprv = NR_CPUS;
1517         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1518                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1519                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1520                 cprv = ccur;
1521         }
1522 }
1523 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1524
1525 /*
1526  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1527  */
1528 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1529 {
1530         int cpustride = 1;
1531         int i;
1532         int j;
1533         struct rcu_node *rnp;
1534
1535         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1536
1537         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1538                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1539         rcu_init_levelspread(rsp);
1540
1541         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1542
1543         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1544                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1545                 rnp = rsp->level[i];
1546                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1547                         spin_lock_init(&rnp->lock);
1548                         rnp->gpnum = 0;
1549                         rnp->qsmask = 0;
1550                         rnp->qsmaskinit = 0;
1551                         rnp->grplo = j * cpustride;
1552                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1553                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1554                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1555                         if (i == 0) {
1556                                 rnp->grpnum = 0;
1557                                 rnp->grpmask = 0;
1558                                 rnp->parent = NULL;
1559                         } else {
1560                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1561                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1562                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1563                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1564                         }
1565                         rnp->level = i;
1566                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1567                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1568                 }
1569         }
1570 }
1571
1572 /*
1573  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1574  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1575  * structure.
1576  */
1577 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1578 do { \
1579         rcu_init_one(rsp); \
1580         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1581         j = 0; \
1582         for_each_possible_cpu(i) { \
1583                 if (i > rnp[j].grphi) \
1584                         j++; \
1585                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1586                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1587                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1588         } \
1589 } while (0)
1590
1591 void __init __rcu_init(void)
1592 {
1593         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1594         int j;
1595         struct rcu_node *rnp;
1596
1597         rcu_bootup_announce();
1598 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1599         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1600 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1601         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1602         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1603         __rcu_init_preempt();
1604         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1605 }
1606
1607 #include "rcutree_plugin.h"
1608
1609 module_param(blimit, int, 0);
1610 module_param(qhimark, int, 0);
1611 module_param(qlowmark, int, 0);