f85b6842d1e1a65ca6a2877f035d0a58aaf51ea5
[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 extern long rcu_batches_completed_sched(void);
85 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp);
86 static void cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
87                           struct rcu_node *rnp, unsigned long flags);
88 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags);
89 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
90 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp);
91 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
92 static void __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp,
93                                     struct rcu_data *rdp);
94 static void __call_rcu(struct rcu_head *head,
95                        void (*func)(struct rcu_head *rcu),
96                        struct rcu_state *rsp);
97 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
98 static void __cpuinit rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp,
99                                            int preemptable);
100
101 #include "rcutree_plugin.h"
102
103 /*
104  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
105  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
106  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
107  */
108 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
109 {
110         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
111 }
112
113 /*
114  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
115  * how many quiescent states passed, just if there was at least
116  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
117  */
118 void rcu_sched_qs(int cpu)
119 {
120         struct rcu_data *rdp;
121
122         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
123         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
124         barrier();
125         rdp->passed_quiesc = 1;
126         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
127 }
128
129 void rcu_bh_qs(int cpu)
130 {
131         struct rcu_data *rdp;
132
133         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
134         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
135         barrier();
136         rdp->passed_quiesc = 1;
137 }
138
139 #ifdef CONFIG_NO_HZ
140 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
141         .dynticks_nesting = 1,
142         .dynticks = 1,
143 };
144 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
145
146 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
147 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
148 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
149
150 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
151 static int rcu_pending(int cpu);
152
153 /*
154  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
155  */
156 long rcu_batches_completed_sched(void)
157 {
158         return rcu_sched_state.completed;
159 }
160 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
161
162 /*
163  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
164  */
165 long rcu_batches_completed_bh(void)
166 {
167         return rcu_bh_state.completed;
168 }
169 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
170
171 /*
172  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
173  */
174 static int
175 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
176 {
177         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
178 }
179
180 /*
181  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
182  */
183 static int
184 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
185 {
186         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
187 }
188
189 /*
190  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
191  */
192 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
193 {
194         return &rsp->node[0];
195 }
196
197 #ifdef CONFIG_SMP
198
199 /*
200  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
201  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
202  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
203  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
204  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
205  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
206  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
207  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
208  * each and every time we start a new grace period.
209  */
210 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
211 {
212         /*
213          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
214          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
215          */
216         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
217                 rdp->offline_fqs++;
218                 return 1;
219         }
220
221         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
222         if (rdp->preemptable)
223                 return 0;
224
225         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
226         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
227                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
228         else
229                 set_need_resched();
230         rdp->resched_ipi++;
231         return 0;
232 }
233
234 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
235
236 #ifdef CONFIG_NO_HZ
237
238 /**
239  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
240  *
241  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
242  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
243  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
244  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
245  */
246 void rcu_enter_nohz(void)
247 {
248         unsigned long flags;
249         struct rcu_dynticks *rdtp;
250
251         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
252         local_irq_save(flags);
253         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
254         rdtp->dynticks++;
255         rdtp->dynticks_nesting--;
256         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
257         local_irq_restore(flags);
258 }
259
260 /*
261  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
262  *
263  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
264  * read-side critical sections normally occur.
265  */
266 void rcu_exit_nohz(void)
267 {
268         unsigned long flags;
269         struct rcu_dynticks *rdtp;
270
271         local_irq_save(flags);
272         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
273         rdtp->dynticks++;
274         rdtp->dynticks_nesting++;
275         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
276         local_irq_restore(flags);
277         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
278 }
279
280 /**
281  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to 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 active.
286  */
287 void rcu_nmi_enter(void)
288 {
289         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
290
291         if (rdtp->dynticks & 0x1)
292                 return;
293         rdtp->dynticks_nmi++;
294         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
295         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
296 }
297
298 /**
299  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
300  *
301  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
302  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
303  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
304  */
305 void rcu_nmi_exit(void)
306 {
307         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
308
309         if (rdtp->dynticks & 0x1)
310                 return;
311         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
312         rdtp->dynticks_nmi++;
313         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
314 }
315
316 /**
317  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
318  *
319  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
320  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
321  */
322 void rcu_irq_enter(void)
323 {
324         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
325
326         if (rdtp->dynticks_nesting++)
327                 return;
328         rdtp->dynticks++;
329         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
330         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
331 }
332
333 /**
334  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
335  *
336  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
337  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
338  * with no ticks.
339  */
340 void rcu_irq_exit(void)
341 {
342         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
343
344         if (--rdtp->dynticks_nesting)
345                 return;
346         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
347         rdtp->dynticks++;
348         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
349
350         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
351         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
352             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
353                 set_need_resched();
354 }
355
356 /*
357  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
358  * dynticks counter manipulations.  Specify "rsp->completed - 1" to
359  * unconditionally invalidate any future dynticks manipulations (which is
360  * useful at the beginning of a grace period).
361  */
362 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
363 {
364         rsp->dynticks_completed = comp;
365 }
366
367 #ifdef CONFIG_SMP
368
369 /*
370  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
371  */
372 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
373 {
374         return rsp->dynticks_completed;
375 }
376
377 /*
378  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
379  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
380  * is already in a quiescent state courtesy of dynticks idle mode.
381  */
382 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
383 {
384         int ret;
385         int snap;
386         int snap_nmi;
387
388         snap = rdp->dynticks->dynticks;
389         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
390         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
391         rdp->dynticks_snap = snap;
392         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
393         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
394         if (ret)
395                 rdp->dynticks_fqs++;
396         return ret;
397 }
398
399 /*
400  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
401  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
402  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
403  * for this same CPU.
404  */
405 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
406 {
407         long curr;
408         long curr_nmi;
409         long snap;
410         long snap_nmi;
411
412         curr = rdp->dynticks->dynticks;
413         snap = rdp->dynticks_snap;
414         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
415         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
416         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
417
418         /*
419          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
420          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
421          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
422          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
423          * read-side critical section that started before the beginning
424          * of the current RCU grace period.
425          */
426         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
427             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
428                 rdp->dynticks_fqs++;
429                 return 1;
430         }
431
432         /* Go check for the CPU being offline. */
433         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
434 }
435
436 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
437
438 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
439
440 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
441 {
442 }
443
444 #ifdef CONFIG_SMP
445
446 /*
447  * If there are no dynticks, then the only way that a CPU can passively
448  * be in a quiescent state is to be offline.  Unlike dynticks idle, which
449  * is a point in time during the prior (already finished) grace period,
450  * an offline CPU is always in a quiescent state, and thus can be
451  * unconditionally applied.  So just return the current value of completed.
452  */
453 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
454 {
455         return rsp->completed;
456 }
457
458 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
459 {
460         return 0;
461 }
462
463 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
464 {
465         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
466 }
467
468 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
469
470 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
471
472 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
473
474 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
475 {
476         rsp->gp_start = jiffies;
477         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
478 }
479
480 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
481 {
482         int cpu;
483         long delta;
484         unsigned long flags;
485         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
486         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
487         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
488
489         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
490
491         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
492         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
493         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
494                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
495                 return;
496         }
497         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
498         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
499
500         /* OK, time to rat on our buddy... */
501
502         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
503         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
504                 rcu_print_task_stall(rnp);
505                 if (rnp_cur->qsmask == 0)
506                         continue;
507                 for (cpu = 0; cpu <= rnp_cur->grphi - rnp_cur->grplo; cpu++)
508                         if (rnp_cur->qsmask & (1UL << cpu))
509                                 printk(" %d", rnp_cur->grplo + cpu);
510         }
511         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
512                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
513         trigger_all_cpu_backtrace();
514
515         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
516 }
517
518 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
519 {
520         unsigned long flags;
521         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
522
523         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
524                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
525         trigger_all_cpu_backtrace();
526
527         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
528         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
529                 rsp->jiffies_stall =
530                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
531         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
532
533         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
534 }
535
536 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
537 {
538         long delta;
539         struct rcu_node *rnp;
540
541         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
542         rnp = rdp->mynode;
543         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
544
545                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
546                 print_cpu_stall(rsp);
547
548         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) && delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
549
550                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
551                 print_other_cpu_stall(rsp);
552         }
553 }
554
555 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
556
557 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
558 {
559 }
560
561 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
562 {
563 }
564
565 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
566
567 /*
568  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
569  * This is used both when we started the grace period and when we notice
570  * that someone else started the grace period.
571  */
572 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
573 {
574         rdp->qs_pending = 1;
575         rdp->passed_quiesc = 0;
576         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
577 }
578
579 /*
580  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
581  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
582  * on the CPU corresponding to rdp.
583  */
584 static int
585 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
586 {
587         unsigned long flags;
588         int ret = 0;
589
590         local_irq_save(flags);
591         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
592                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
593                 ret = 1;
594         }
595         local_irq_restore(flags);
596         return ret;
597 }
598
599 /*
600  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
601  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
602  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
603  * be disabled.
604  */
605 static void
606 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
607         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
608 {
609         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
610         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
611
612         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
613                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
614                 return;
615         }
616
617         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
618         rsp->gpnum++;
619         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
620         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
621         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
622         record_gp_stall_check_time(rsp);
623         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
624         note_new_gpnum(rsp, rdp);
625
626         /*
627          * Because we are first, we know that all our callbacks will
628          * be covered by this upcoming grace period, even the ones
629          * that were registered arbitrarily recently.
630          */
631         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
632         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
633
634         /* Special-case the common single-level case. */
635         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
636                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
637                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
638                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
639                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
640                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
641                 return;
642         }
643
644         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
645
646
647         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
648         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
649
650         /*
651          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
652          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
653          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
654          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
655          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
656          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
657          * grace period is in progress, at least until the corresponding
658          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
659          * CPU-hotplug operations.
660          *
661          * Note that the grace period cannot complete until we finish
662          * the initialization process, as there will be at least one
663          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
664          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
665          * irqs disabled.
666          */
667         for (rnp = &rsp->node[0]; rnp < &rsp->node[NUM_RCU_NODES]; rnp++) {
668                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
669                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
670                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
671                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
672                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs already disabled. */
673         }
674
675         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
676         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
677 }
678
679 /*
680  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
681  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
682  * belongs.
683  */
684 static void
685 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
686 {
687         long completed_snap;
688         unsigned long flags;
689
690         local_irq_save(flags);
691         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
692
693         /* Did another grace period end? */
694         if (rdp->completed != completed_snap) {
695
696                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
697                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
698                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
699                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
700
701                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
702                 rdp->completed = completed_snap;
703         }
704         local_irq_restore(flags);
705 }
706
707 /*
708  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
709  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
710  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
711  */
712 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
713         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
714 {
715         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
716         rsp->completed = rsp->gpnum;
717         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
718         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
719 }
720
721 /*
722  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
723  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
724  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
725  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
726  * before return.
727  */
728 static void
729 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
730               unsigned long flags)
731         __releases(rnp->lock)
732 {
733         struct rcu_node *rnp_c;
734
735         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
736         for (;;) {
737                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
738
739                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
740                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
741                         return;
742                 }
743                 rnp->qsmask &= ~mask;
744                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
745
746                         /* Other bits still set at this level, so done. */
747                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
748                         return;
749                 }
750                 mask = rnp->grpmask;
751                 if (rnp->parent == NULL) {
752
753                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
754
755                         break;
756                 }
757                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
758                 rnp_c = rnp;
759                 rnp = rnp->parent;
760                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
761                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
762         }
763
764         /*
765          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
766          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
767          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
768          */
769         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
770 }
771
772 /*
773  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
774  * the current CPU.  The lastcomp argument is used to make sure we are
775  * still in the grace period of interest.  We don't want to end the current
776  * grace period based on quiescent states detected in an earlier grace
777  * period!
778  */
779 static void
780 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
781 {
782         unsigned long flags;
783         unsigned long mask;
784         struct rcu_node *rnp;
785
786         rnp = rdp->mynode;
787         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
788         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
789
790                 /*
791                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
792                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
793                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
794                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
795                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
796                  * occurred.
797                  */
798                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
799                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
800                 return;
801         }
802         mask = rdp->grpmask;
803         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
804                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
805         } else {
806                 rdp->qs_pending = 0;
807
808                 /*
809                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
810                  * callbacks can be processed during the next GP.
811                  */
812                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
813
814                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
815         }
816 }
817
818 /*
819  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
820  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
821  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
822  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
823  */
824 static void
825 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
826 {
827         /* If there is now a new grace period, record and return. */
828         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
829                 return;
830
831         /*
832          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
833          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
834          */
835         if (!rdp->qs_pending)
836                 return;
837
838         /*
839          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
840          * period? If no, then exit and wait for the next call.
841          */
842         if (!rdp->passed_quiesc)
843                 return;
844
845         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
846         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
847 }
848
849 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
850
851 /*
852  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
853  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
854  */
855 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
856 {
857         int i;
858         unsigned long flags;
859         long lastcomp;
860         unsigned long mask;
861         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
862         struct rcu_data *rdp_me;
863         struct rcu_node *rnp;
864
865         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
866         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
867
868         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
869         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
870         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
871         do {
872                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
873                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
874                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
875                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
876                         break;
877                 }
878                 rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
879                 mask = rnp->grpmask;
880                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
881                 rnp = rnp->parent;
882         } while (rnp != NULL);
883         lastcomp = rsp->completed;
884
885         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
886
887         /*
888          * Move callbacks from the outgoing CPU to the running CPU.
889          * Note that the outgoing CPU is now quiscent, so it is now
890          * (uncharacteristically) safe to access its rcu_data structure.
891          * Note also that we must carefully retain the order of the
892          * outgoing CPU's callbacks in order for rcu_barrier() to work
893          * correctly.  Finally, note that we start all the callbacks
894          * afresh, even those that have passed through a grace period
895          * and are therefore ready to invoke.  The theory is that hotplug
896          * events are rare, and that if they are frequent enough to
897          * indefinitely delay callbacks, you have far worse things to
898          * be worrying about.
899          */
900         rdp_me = rsp->rda[smp_processor_id()];
901         if (rdp->nxtlist != NULL) {
902                 *rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
903                 rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
904                 rdp->nxtlist = NULL;
905                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
906                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
907                 rdp_me->qlen += rdp->qlen;
908                 rdp->qlen = 0;
909         }
910         local_irq_restore(flags);
911 }
912
913 /*
914  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
915  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
916  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
917  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
918  */
919 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
920 {
921         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
922         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
923         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
924 }
925
926 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
927
928 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
929 {
930 }
931
932 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
933
934 /*
935  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
936  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
937  */
938 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
939 {
940         unsigned long flags;
941         struct rcu_head *next, *list, **tail;
942         int count;
943
944         /* If no callbacks are ready, just return.*/
945         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
946                 return;
947
948         /*
949          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
950          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
951          */
952         local_irq_save(flags);
953         list = rdp->nxtlist;
954         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
955         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
956         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
957         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
958                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
959                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
960         local_irq_restore(flags);
961
962         /* Invoke callbacks. */
963         count = 0;
964         while (list) {
965                 next = list->next;
966                 prefetch(next);
967                 list->func(list);
968                 list = next;
969                 if (++count >= rdp->blimit)
970                         break;
971         }
972
973         local_irq_save(flags);
974
975         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
976         rdp->qlen -= count;
977         if (list != NULL) {
978                 *tail = rdp->nxtlist;
979                 rdp->nxtlist = list;
980                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
981                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
982                                 rdp->nxttail[count] = tail;
983                         else
984                                 break;
985         }
986
987         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
988         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
989                 rdp->blimit = blimit;
990
991         local_irq_restore(flags);
992
993         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
994         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
995                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
996 }
997
998 /*
999  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1000  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1001  * Also schedule the RCU softirq handler.
1002  *
1003  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1004  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1005  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1006  */
1007 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1008 {
1009         if (!rcu_pending(cpu))
1010                 return; /* if nothing for RCU to do. */
1011         if (user ||
1012             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1013              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1014
1015                 /*
1016                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1017                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1018                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1019                  * a quiescent state, so note it.
1020                  *
1021                  * No memory barrier is required here because both
1022                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1023                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1024                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1025                  */
1026
1027                 rcu_sched_qs(cpu);
1028                 rcu_bh_qs(cpu);
1029
1030         } else if (!in_softirq()) {
1031
1032                 /*
1033                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1034                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1035                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1036                  * critical section, so note it.
1037                  */
1038
1039                 rcu_bh_qs(cpu);
1040         }
1041         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1042         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1043 }
1044
1045 #ifdef CONFIG_SMP
1046
1047 /*
1048  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1049  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1050  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1051  * because we made it end).
1052  */
1053 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1054                                int (*f)(struct rcu_data *))
1055 {
1056         unsigned long bit;
1057         int cpu;
1058         unsigned long flags;
1059         unsigned long mask;
1060         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
1061         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
1062
1063         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
1064                 mask = 0;
1065                 spin_lock_irqsave(&rnp_cur->lock, flags);
1066                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1067                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1068                         return 1;
1069                 }
1070                 if (rnp_cur->qsmask == 0) {
1071                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1072                         continue;
1073                 }
1074                 cpu = rnp_cur->grplo;
1075                 bit = 1;
1076                 for (; cpu <= rnp_cur->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1077                         if ((rnp_cur->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1078                                 mask |= bit;
1079                 }
1080                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1081
1082                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp_cur->lock. */
1083                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp_cur, flags);
1084                         continue;
1085                 }
1086                 spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1087         }
1088         return 0;
1089 }
1090
1091 /*
1092  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1093  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1094  */
1095 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1096 {
1097         unsigned long flags;
1098         long lastcomp;
1099         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1100         u8 signaled;
1101
1102         if (!rcu_gp_in_progress(rsp))
1103                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1104         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1105                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1106                 return; /* Someone else is already on the job. */
1107         }
1108         if (relaxed &&
1109             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1110                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1111         rsp->n_force_qs++;
1112         spin_lock(&rnp->lock);
1113         lastcomp = rsp->completed;
1114         signaled = rsp->signaled;
1115         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1116         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1117                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1118                 spin_unlock(&rnp->lock);
1119                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1120         }
1121         spin_unlock(&rnp->lock);
1122         switch (signaled) {
1123         case RCU_GP_INIT:
1124
1125                 break; /* grace period still initializing, ignore. */
1126
1127         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1128
1129                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1130                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1131
1132                 /* Record dyntick-idle state. */
1133                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1134                                         dyntick_save_progress_counter))
1135                         goto unlock_ret;
1136
1137                 /* Update state, record completion counter. */
1138                 spin_lock(&rnp->lock);
1139                 if (lastcomp == rsp->completed) {
1140                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1141                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1142                 }
1143                 spin_unlock(&rnp->lock);
1144                 break;
1145
1146         case RCU_FORCE_QS:
1147
1148                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1149                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1150                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1151                         goto unlock_ret;
1152
1153                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1154
1155                 break;
1156         }
1157 unlock_ret:
1158         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1159 }
1160
1161 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1162
1163 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1164 {
1165         set_need_resched();
1166 }
1167
1168 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1169
1170 /*
1171  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1172  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1173  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1174  */
1175 static void
1176 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1177 {
1178         unsigned long flags;
1179
1180         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1181
1182         /*
1183          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1184          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1185          */
1186         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1187                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1188
1189         /*
1190          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1191          * period that some other CPU ended.
1192          */
1193         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1194
1195         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1196         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1197
1198         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1199         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1200                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1201                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1202         }
1203
1204         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1205         rcu_do_batch(rdp);
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Do softirq processing for the current CPU.
1210  */
1211 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1212 {
1213         /*
1214          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1215          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1216          * grace-period manipulations below.
1217          */
1218         smp_mb(); /* See above block comment. */
1219
1220         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1221                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1222         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1223         rcu_preempt_process_callbacks();
1224
1225         /*
1226          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1227          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1228          * grace-period manipulations above.
1229          */
1230         smp_mb(); /* See above block comment. */
1231 }
1232
1233 static void
1234 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1235            struct rcu_state *rsp)
1236 {
1237         unsigned long flags;
1238         struct rcu_data *rdp;
1239
1240         head->func = func;
1241         head->next = NULL;
1242
1243         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1244
1245         /*
1246          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1247          * Note that we might see a beginning right after we see an
1248          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1249          * a quiescent state betweentimes.
1250          */
1251         local_irq_save(flags);
1252         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1253         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1254         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1255
1256         /* Add the callback to our list. */
1257         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1258         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1259
1260         /* Start a new grace period if one not already started. */
1261         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1262                 unsigned long nestflag;
1263                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1264
1265                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1266                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1267         }
1268
1269         /* Force the grace period if too many callbacks or too long waiting. */
1270         if (unlikely(++rdp->qlen > qhimark)) {
1271                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1272                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1273         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1274                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1275         local_irq_restore(flags);
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1280  */
1281 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1282 {
1283         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1284 }
1285 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1286
1287 /*
1288  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1289  */
1290 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1291 {
1292         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1293 }
1294 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1295
1296 /*
1297  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1298  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1299  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1300  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1301  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1302  */
1303 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1304 {
1305         rdp->n_rcu_pending++;
1306
1307         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1308         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1309
1310         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1311         if (rdp->qs_pending) {
1312                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1313                 return 1;
1314         }
1315
1316         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1317         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1318                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1319                 return 1;
1320         }
1321
1322         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1323         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1324                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1325                 return 1;
1326         }
1327
1328         /* Has another RCU grace period completed?  */
1329         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1330                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1331                 return 1;
1332         }
1333
1334         /* Has a new RCU grace period started? */
1335         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1336                 rdp->n_rp_gp_started++;
1337                 return 1;
1338         }
1339
1340         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1341         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1342             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1343                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1344                 return 1;
1345         }
1346
1347         /* nothing to do */
1348         rdp->n_rp_need_nothing++;
1349         return 0;
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1354  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1355  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1356  */
1357 static int rcu_pending(int cpu)
1358 {
1359         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1360                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1361                rcu_preempt_pending(cpu);
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1366  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1367  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1368  * an exported member of the RCU API.
1369  */
1370 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1371 {
1372         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1373         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1374                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1375                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1380  */
1381 static void __init
1382 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1383 {
1384         unsigned long flags;
1385         int i;
1386         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1387         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1388
1389         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1390         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1391         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1392         rdp->nxtlist = NULL;
1393         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1394                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1395         rdp->qlen = 0;
1396 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1397         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1398 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1399         rdp->cpu = cpu;
1400         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1405  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1406  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1407  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1408  */
1409 static void __cpuinit
1410 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1411 {
1412         unsigned long flags;
1413         long lastcomp;
1414         unsigned long mask;
1415         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1416         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1417
1418         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1419         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1420         lastcomp = rsp->completed;
1421         rdp->completed = lastcomp;
1422         rdp->gpnum = lastcomp;
1423         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1424         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1425         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1426         rdp->preemptable = preemptable;
1427         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1428         rdp->blimit = blimit;
1429         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1430
1431         /*
1432          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1433          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1434          */
1435
1436         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1437         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1438
1439         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1440         rnp = rdp->mynode;
1441         mask = rdp->grpmask;
1442         do {
1443                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1444                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1445                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1446                 mask = rnp->grpmask;
1447                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1448                 rnp = rnp->parent;
1449         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1450
1451         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1452 }
1453
1454 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1455 {
1456         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1457         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1458         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1459 }
1460
1461 /*
1462  * Handle CPU online/offline notification events.
1463  */
1464 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1465                              unsigned long action, void *hcpu)
1466 {
1467         long cpu = (long)hcpu;
1468
1469         switch (action) {
1470         case CPU_UP_PREPARE:
1471         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1472                 rcu_online_cpu(cpu);
1473                 break;
1474         case CPU_DEAD:
1475         case CPU_DEAD_FROZEN:
1476         case CPU_UP_CANCELED:
1477         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1478                 rcu_offline_cpu(cpu);
1479                 break;
1480         default:
1481                 break;
1482         }
1483         return NOTIFY_OK;
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1488  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1489  */
1490 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1491 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1492 {
1493         int i;
1494
1495         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1496                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1497 }
1498 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1499 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1500 {
1501         int ccur;
1502         int cprv;
1503         int i;
1504
1505         cprv = NR_CPUS;
1506         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1507                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1508                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1509                 cprv = ccur;
1510         }
1511 }
1512 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1513
1514 /*
1515  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1516  */
1517 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1518 {
1519         int cpustride = 1;
1520         int i;
1521         int j;
1522         struct rcu_node *rnp;
1523
1524         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1525
1526         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1527                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1528         rcu_init_levelspread(rsp);
1529
1530         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1531
1532         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1533                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1534                 rnp = rsp->level[i];
1535                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1536                         spin_lock_init(&rnp->lock);
1537                         rnp->gpnum = 0;
1538                         rnp->qsmask = 0;
1539                         rnp->qsmaskinit = 0;
1540                         rnp->grplo = j * cpustride;
1541                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1542                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1543                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1544                         if (i == 0) {
1545                                 rnp->grpnum = 0;
1546                                 rnp->grpmask = 0;
1547                                 rnp->parent = NULL;
1548                         } else {
1549                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1550                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1551                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1552                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1553                         }
1554                         rnp->level = i;
1555                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1556                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1557                 }
1558         }
1559 }
1560
1561 /*
1562  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1563  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1564  * structure.
1565  */
1566 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1567 do { \
1568         rcu_init_one(rsp); \
1569         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1570         j = 0; \
1571         for_each_possible_cpu(i) { \
1572                 if (i > rnp[j].grphi) \
1573                         j++; \
1574                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1575                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1576                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1577         } \
1578 } while (0)
1579
1580 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
1581
1582 void __init __rcu_init_preempt(void)
1583 {
1584         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1585         int j;
1586         struct rcu_node *rnp;
1587
1588         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_preempt_state, rcu_preempt_data);
1589 }
1590
1591 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1592
1593 void __init __rcu_init_preempt(void)
1594 {
1595 }
1596
1597 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1598
1599 void __init __rcu_init(void)
1600 {
1601         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1602         int j;
1603         struct rcu_node *rnp;
1604
1605         rcu_bootup_announce();
1606 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1607         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1608 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1609         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1610         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1611         __rcu_init_preempt();
1612         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1613 }
1614
1615 module_param(blimit, int, 0);
1616 module_param(qhimark, int, 0);
1617 module_param(qlowmark, int, 0);