]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/rcutree.c
shmem: let shared anonymous be nonlinear again
[karo-tx-linux.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <asm/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49
50 #include "rcutree.h"
51
52 /* Data structures. */
53
54 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
55         .level = { &name.node[0] }, \
56         .levelcnt = { \
57                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
58                 NUM_RCU_LVL_1, \
59                 NUM_RCU_LVL_2, \
60                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
61         }, \
62         .signaled = RCU_GP_IDLE, \
63         .gpnum = -300, \
64         .completed = -300, \
65         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
66         .orphan_cbs_list = NULL, \
67         .orphan_cbs_tail = &name.orphan_cbs_list, \
68         .orphan_qlen = 0, \
69         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
70         .n_force_qs = 0, \
71         .n_force_qs_ngp = 0, \
72 }
73
74 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
75 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
76
77 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
78 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
79
80
81 /*
82  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
83  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
84  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
85  */
86 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
87 {
88         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
89 }
90
91 /*
92  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
93  * how many quiescent states passed, just if there was at least
94  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
95  */
96 void rcu_sched_qs(int cpu)
97 {
98         struct rcu_data *rdp;
99
100         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
101         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
102         barrier();
103         rdp->passed_quiesc = 1;
104         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
105 }
106
107 void rcu_bh_qs(int cpu)
108 {
109         struct rcu_data *rdp;
110
111         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
112         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
113         barrier();
114         rdp->passed_quiesc = 1;
115 }
116
117 #ifdef CONFIG_NO_HZ
118 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
119         .dynticks_nesting = 1,
120         .dynticks = 1,
121 };
122 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
123
124 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
125 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
126 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
127
128 module_param(blimit, int, 0);
129 module_param(qhimark, int, 0);
130 module_param(qlowmark, int, 0);
131
132 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
133 static int rcu_pending(int cpu);
134
135 /*
136  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
137  */
138 long rcu_batches_completed_sched(void)
139 {
140         return rcu_sched_state.completed;
141 }
142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
143
144 /*
145  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
146  */
147 long rcu_batches_completed_bh(void)
148 {
149         return rcu_bh_state.completed;
150 }
151 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
152
153 /*
154  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
155  */
156 static int
157 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
158 {
159         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
160 }
161
162 /*
163  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
164  */
165 static int
166 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
167 {
168         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
169 }
170
171 /*
172  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
173  */
174 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
175 {
176         return &rsp->node[0];
177 }
178
179 /*
180  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
181  * dynticks counter manipulations and CPU-offline checks.  Specify
182  * "rsp->completed - 1" to unconditionally invalidate any future dynticks
183  * manipulations and CPU-offline checks.  Such invalidation is useful at
184  * the beginning of a grace period.
185  */
186 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
187 {
188         rsp->dynticks_completed = comp;
189 }
190
191 #ifdef CONFIG_SMP
192
193 /*
194  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
195  */
196 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
197 {
198         return rsp->dynticks_completed;
199 }
200
201 /*
202  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
203  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
204  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
205  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
206  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
207  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
208  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
209  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
210  * each and every time we start a new grace period.
211  */
212 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
213 {
214         /*
215          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
216          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
217          */
218         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
219                 rdp->offline_fqs++;
220                 return 1;
221         }
222
223         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
224         if (rdp->preemptable)
225                 return 0;
226
227         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
228         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
229                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
230         else
231                 set_need_resched();
232         rdp->resched_ipi++;
233         return 0;
234 }
235
236 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
237
238 #ifdef CONFIG_NO_HZ
239
240 /**
241  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
242  *
243  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
244  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
245  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
246  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
247  */
248 void rcu_enter_nohz(void)
249 {
250         unsigned long flags;
251         struct rcu_dynticks *rdtp;
252
253         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
254         local_irq_save(flags);
255         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
256         rdtp->dynticks++;
257         rdtp->dynticks_nesting--;
258         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
259         local_irq_restore(flags);
260 }
261
262 /*
263  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
264  *
265  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
266  * read-side critical sections normally occur.
267  */
268 void rcu_exit_nohz(void)
269 {
270         unsigned long flags;
271         struct rcu_dynticks *rdtp;
272
273         local_irq_save(flags);
274         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
275         rdtp->dynticks++;
276         rdtp->dynticks_nesting++;
277         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
278         local_irq_restore(flags);
279         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
280 }
281
282 /**
283  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
284  *
285  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
286  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
287  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
288  */
289 void rcu_nmi_enter(void)
290 {
291         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
292
293         if (rdtp->dynticks & 0x1)
294                 return;
295         rdtp->dynticks_nmi++;
296         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
297         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
298 }
299
300 /**
301  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
302  *
303  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
304  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
305  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
306  */
307 void rcu_nmi_exit(void)
308 {
309         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
310
311         if (rdtp->dynticks & 0x1)
312                 return;
313         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
314         rdtp->dynticks_nmi++;
315         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
316 }
317
318 /**
319  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
320  *
321  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
322  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
323  */
324 void rcu_irq_enter(void)
325 {
326         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
327
328         if (rdtp->dynticks_nesting++)
329                 return;
330         rdtp->dynticks++;
331         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
332         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
333 }
334
335 /**
336  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
337  *
338  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
339  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
340  * with no ticks.
341  */
342 void rcu_irq_exit(void)
343 {
344         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
345
346         if (--rdtp->dynticks_nesting)
347                 return;
348         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
349         rdtp->dynticks++;
350         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
351
352         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
353         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
354             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
355                 set_need_resched();
356 }
357
358 #ifdef CONFIG_SMP
359
360 /*
361  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
362  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
363  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
364  */
365 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
366 {
367         int ret;
368         int snap;
369         int snap_nmi;
370
371         snap = rdp->dynticks->dynticks;
372         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
373         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
374         rdp->dynticks_snap = snap;
375         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
376         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
377         if (ret)
378                 rdp->dynticks_fqs++;
379         return ret;
380 }
381
382 /*
383  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
384  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
385  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
386  * for this same CPU.
387  */
388 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
389 {
390         long curr;
391         long curr_nmi;
392         long snap;
393         long snap_nmi;
394
395         curr = rdp->dynticks->dynticks;
396         snap = rdp->dynticks_snap;
397         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
398         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
399         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
400
401         /*
402          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
403          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
404          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
405          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
406          * read-side critical section that started before the beginning
407          * of the current RCU grace period.
408          */
409         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
410             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
411                 rdp->dynticks_fqs++;
412                 return 1;
413         }
414
415         /* Go check for the CPU being offline. */
416         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
417 }
418
419 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
420
421 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
422
423 #ifdef CONFIG_SMP
424
425 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
426 {
427         return 0;
428 }
429
430 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
431 {
432         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
433 }
434
435 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
436
437 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
438
439 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
440
441 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
442 {
443         rsp->gp_start = jiffies;
444         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
445 }
446
447 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
448 {
449         int cpu;
450         long delta;
451         unsigned long flags;
452         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
453
454         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
455
456         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
457         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
458         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
459                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
460                 return;
461         }
462         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
463
464         /*
465          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
466          * due to CPU offlining.
467          */
468         rcu_print_task_stall(rnp);
469         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
470
471         /* OK, time to rat on our buddy... */
472
473         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
474         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
475                 rcu_print_task_stall(rnp);
476                 if (rnp->qsmask == 0)
477                         continue;
478                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
479                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
480                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
481         }
482         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
483                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
484         trigger_all_cpu_backtrace();
485
486         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
487 }
488
489 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
490 {
491         unsigned long flags;
492         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
493
494         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
495                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
496         trigger_all_cpu_backtrace();
497
498         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
499         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
500                 rsp->jiffies_stall =
501                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
502         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
503
504         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
505 }
506
507 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
508 {
509         long delta;
510         struct rcu_node *rnp;
511
512         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
513         rnp = rdp->mynode;
514         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
515
516                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
517                 print_cpu_stall(rsp);
518
519         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) && delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
520
521                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
522                 print_other_cpu_stall(rsp);
523         }
524 }
525
526 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
527
528 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
529 {
530 }
531
532 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
533 {
534 }
535
536 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
537
538 /*
539  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
540  * This is used both when we started the grace period and when we notice
541  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
542  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
543  *  and must have irqs disabled.
544  */
545 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
546 {
547         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
548                 rdp->qs_pending = 1;
549                 rdp->passed_quiesc = 0;
550                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
551         }
552 }
553
554 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
555 {
556         unsigned long flags;
557         struct rcu_node *rnp;
558
559         local_irq_save(flags);
560         rnp = rdp->mynode;
561         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
562             !spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, retry later. */
563                 local_irq_restore(flags);
564                 return;
565         }
566         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
567         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
568 }
569
570 /*
571  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
572  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
573  * on the CPU corresponding to rdp.
574  */
575 static int
576 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
577 {
578         unsigned long flags;
579         int ret = 0;
580
581         local_irq_save(flags);
582         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
583                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
584                 ret = 1;
585         }
586         local_irq_restore(flags);
587         return ret;
588 }
589
590 /*
591  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
592  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
593  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
594  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
595  */
596 static void
597 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
598 {
599         /* Did another grace period end? */
600         if (rdp->completed != rnp->completed) {
601
602                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
603                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
604                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
605                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
606
607                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
608                 rdp->completed = rnp->completed;
609         }
610 }
611
612 /*
613  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
614  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
615  * belongs.
616  */
617 static void
618 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
619 {
620         unsigned long flags;
621         struct rcu_node *rnp;
622
623         local_irq_save(flags);
624         rnp = rdp->mynode;
625         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
626             !spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, retry later. */
627                 local_irq_restore(flags);
628                 return;
629         }
630         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
631         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
632 }
633
634 /*
635  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
636  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
637  * this CPU.
638  */
639 static void
640 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
641 {
642         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
643         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
644
645         /*
646          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
647          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
648          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
649          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
650          *
651          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
652          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
653          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
654          * by the next RCU grace period.
655          */
656         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
657         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
658
659         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
660         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
661 }
662
663 /*
664  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
665  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
666  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
667  * be disabled.
668  */
669 static void
670 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
671         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
672 {
673         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
674         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
675
676         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
677                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
678                 return;
679         }
680
681         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
682         rsp->gpnum++;
683         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
684         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
685         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
686         record_gp_stall_check_time(rsp);
687         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
688
689         /* Special-case the common single-level case. */
690         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
691                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
692                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
693                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
694                 rnp->completed = rsp->completed;
695                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
696                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
697                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
698                 return;
699         }
700
701         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
702
703
704         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
705         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
706
707         /*
708          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
709          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
710          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
711          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
712          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
713          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
714          * grace period is in progress, at least until the corresponding
715          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
716          * CPU-hotplug operations.
717          *
718          * Note that the grace period cannot complete until we finish
719          * the initialization process, as there will be at least one
720          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
721          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
722          * irqs disabled.
723          */
724         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
725                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
726                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
727                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
728                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
729                 rnp->completed = rsp->completed;
730                 if (rnp == rdp->mynode)
731                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
732                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
733         }
734
735         rnp = rcu_get_root(rsp);
736         spin_lock(&rnp->lock);                  /* irqs already disabled. */
737         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
738         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
739         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
740 }
741
742 /*
743  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
744  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
745  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
746  */
747 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
748         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
749 {
750         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
751         rsp->completed = rsp->gpnum;
752         rsp->signaled = RCU_GP_IDLE;
753         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
754 }
755
756 /*
757  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
758  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
759  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
760  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
761  * before return.
762  */
763 static void
764 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
765               unsigned long flags)
766         __releases(rnp->lock)
767 {
768         struct rcu_node *rnp_c;
769
770         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
771         for (;;) {
772                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
773
774                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
775                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
776                         return;
777                 }
778                 rnp->qsmask &= ~mask;
779                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
780
781                         /* Other bits still set at this level, so done. */
782                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
783                         return;
784                 }
785                 mask = rnp->grpmask;
786                 if (rnp->parent == NULL) {
787
788                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
789
790                         break;
791                 }
792                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
793                 rnp_c = rnp;
794                 rnp = rnp->parent;
795                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
796                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
797         }
798
799         /*
800          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
801          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
802          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
803          */
804         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
805 }
806
807 /*
808  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
809  * the current CPU.  The lastcomp argument is used to make sure we are
810  * still in the grace period of interest.  We don't want to end the current
811  * grace period based on quiescent states detected in an earlier grace
812  * period!
813  */
814 static void
815 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
816 {
817         unsigned long flags;
818         unsigned long mask;
819         struct rcu_node *rnp;
820
821         rnp = rdp->mynode;
822         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
823         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
824
825                 /*
826                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
827                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
828                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
829                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
830                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
831                  * occurred.
832                  */
833                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
834                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
835                 return;
836         }
837         mask = rdp->grpmask;
838         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
839                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
840         } else {
841                 rdp->qs_pending = 0;
842
843                 /*
844                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
845                  * callbacks can be processed during the next GP.
846                  */
847                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
848
849                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
850         }
851 }
852
853 /*
854  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
855  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
856  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
857  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
858  */
859 static void
860 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
861 {
862         /* If there is now a new grace period, record and return. */
863         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
864                 return;
865
866         /*
867          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
868          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
869          */
870         if (!rdp->qs_pending)
871                 return;
872
873         /*
874          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
875          * period? If no, then exit and wait for the next call.
876          */
877         if (!rdp->passed_quiesc)
878                 return;
879
880         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
881         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
882 }
883
884 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
885
886 /*
887  * Move a dying CPU's RCU callbacks to the ->orphan_cbs_list for the
888  * specified flavor of RCU.  The callbacks will be adopted by the next
889  * _rcu_barrier() invocation or by the CPU_DEAD notifier, whichever
890  * comes first.  Because this is invoked from the CPU_DYING notifier,
891  * irqs are already disabled.
892  */
893 static void rcu_send_cbs_to_orphanage(struct rcu_state *rsp)
894 {
895         int i;
896         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
897
898         if (rdp->nxtlist == NULL)
899                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
900         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
901         *rsp->orphan_cbs_tail = rdp->nxtlist;
902         rsp->orphan_cbs_tail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
903         rdp->nxtlist = NULL;
904         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
905                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
906         rsp->orphan_qlen += rdp->qlen;
907         rdp->qlen = 0;
908         spin_unlock(&rsp->onofflock);  /* irqs remain disabled. */
909 }
910
911 /*
912  * Adopt previously orphaned RCU callbacks.
913  */
914 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
915 {
916         unsigned long flags;
917         struct rcu_data *rdp;
918
919         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
920         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
921         if (rsp->orphan_cbs_list == NULL) {
922                 spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
923                 return;
924         }
925         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_cbs_list;
926         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_cbs_tail;
927         rdp->qlen += rsp->orphan_qlen;
928         rsp->orphan_cbs_list = NULL;
929         rsp->orphan_cbs_tail = &rsp->orphan_cbs_list;
930         rsp->orphan_qlen = 0;
931         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
932 }
933
934 /*
935  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
936  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
937  */
938 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
939 {
940         unsigned long flags;
941         long lastcomp;
942         unsigned long mask;
943         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
944         struct rcu_node *rnp;
945
946         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
947         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
948
949         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
950         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
951         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
952         do {
953                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
954                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
955                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
956                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
957                         break;
958                 }
959
960                 /*
961                  * If there was a task blocking the current grace period,
962                  * and if all CPUs have checked in, we need to propagate
963                  * the quiescent state up the rcu_node hierarchy.  But that
964                  * is inconvenient at the moment due to deadlock issues if
965                  * this should end the current grace period.  So set the
966                  * offlined CPU's bit in ->qsmask in order to force the
967                  * next force_quiescent_state() invocation to clean up this
968                  * mess in a deadlock-free manner.
969                  */
970                 if (rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp) && !rnp->qsmask)
971                         rnp->qsmask |= mask;
972
973                 mask = rnp->grpmask;
974                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
975                 rnp = rnp->parent;
976         } while (rnp != NULL);
977         lastcomp = rsp->completed;
978
979         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
980
981         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
982 }
983
984 /*
985  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
986  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
987  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
988  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
989  */
990 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
991 {
992         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
993         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
994         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
995 }
996
997 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
998
999 static void rcu_send_cbs_to_orphanage(struct rcu_state *rsp)
1000 {
1001 }
1002
1003 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1004 {
1005 }
1006
1007 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1008 {
1009 }
1010
1011 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1012
1013 /*
1014  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1015  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1016  */
1017 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1018 {
1019         unsigned long flags;
1020         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1021         int count;
1022
1023         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1024         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1025                 return;
1026
1027         /*
1028          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1029          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1030          */
1031         local_irq_save(flags);
1032         list = rdp->nxtlist;
1033         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1034         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1035         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1036         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1037                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1038                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1039         local_irq_restore(flags);
1040
1041         /* Invoke callbacks. */
1042         count = 0;
1043         while (list) {
1044                 next = list->next;
1045                 prefetch(next);
1046                 list->func(list);
1047                 list = next;
1048                 if (++count >= rdp->blimit)
1049                         break;
1050         }
1051
1052         local_irq_save(flags);
1053
1054         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1055         rdp->qlen -= count;
1056         if (list != NULL) {
1057                 *tail = rdp->nxtlist;
1058                 rdp->nxtlist = list;
1059                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1060                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1061                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1062                         else
1063                                 break;
1064         }
1065
1066         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1067         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1068                 rdp->blimit = blimit;
1069
1070         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1071         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1072                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1073                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1074         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1075                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1076
1077         local_irq_restore(flags);
1078
1079         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
1080         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1081                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1086  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1087  * Also schedule the RCU softirq handler.
1088  *
1089  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1090  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1091  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1092  */
1093 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1094 {
1095         if (!rcu_pending(cpu))
1096                 return; /* if nothing for RCU to do. */
1097         if (user ||
1098             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1099              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1100
1101                 /*
1102                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1103                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1104                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1105                  * a quiescent state, so note it.
1106                  *
1107                  * No memory barrier is required here because both
1108                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1109                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1110                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1111                  */
1112
1113                 rcu_sched_qs(cpu);
1114                 rcu_bh_qs(cpu);
1115
1116         } else if (!in_softirq()) {
1117
1118                 /*
1119                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1120                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1121                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1122                  * critical section, so note it.
1123                  */
1124
1125                 rcu_bh_qs(cpu);
1126         }
1127         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1128         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1129 }
1130
1131 #ifdef CONFIG_SMP
1132
1133 /*
1134  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1135  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1136  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1137  * because we made it end).
1138  */
1139 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1140                                int (*f)(struct rcu_data *))
1141 {
1142         unsigned long bit;
1143         int cpu;
1144         unsigned long flags;
1145         unsigned long mask;
1146         struct rcu_node *rnp;
1147
1148         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1149                 mask = 0;
1150                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1151                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1152                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1153                         return 1;
1154                 }
1155                 if (rnp->qsmask == 0) {
1156                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1157                         continue;
1158                 }
1159                 cpu = rnp->grplo;
1160                 bit = 1;
1161                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1162                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1163                                 mask |= bit;
1164                 }
1165                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1166
1167                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp->lock. */
1168                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags);
1169                         continue;
1170                 }
1171                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1172         }
1173         return 0;
1174 }
1175
1176 /*
1177  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1178  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1179  */
1180 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1181 {
1182         unsigned long flags;
1183         long lastcomp;
1184         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1185         u8 signaled;
1186         u8 forcenow;
1187
1188         if (!rcu_gp_in_progress(rsp))
1189                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1190         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1191                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1192                 return; /* Someone else is already on the job. */
1193         }
1194         if (relaxed &&
1195             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1196                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1197         rsp->n_force_qs++;
1198         spin_lock(&rnp->lock);
1199         lastcomp = rsp->completed;
1200         signaled = rsp->signaled;
1201         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1202         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1203                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1204                 spin_unlock(&rnp->lock);
1205                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1206         }
1207         spin_unlock(&rnp->lock);
1208         switch (signaled) {
1209         case RCU_GP_IDLE:
1210         case RCU_GP_INIT:
1211
1212                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1213
1214         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1215
1216                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1217                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1218
1219                 /* Record dyntick-idle state. */
1220                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1221                                         dyntick_save_progress_counter))
1222                         goto unlock_ret;
1223                 /* fall into next case. */
1224
1225         case RCU_SAVE_COMPLETED:
1226
1227                 /* Update state, record completion counter. */
1228                 forcenow = 0;
1229                 spin_lock(&rnp->lock);
1230                 if (lastcomp == rsp->completed &&
1231                     rsp->signaled == signaled) {
1232                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1233                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1234                         forcenow = signaled == RCU_SAVE_COMPLETED;
1235                 }
1236                 spin_unlock(&rnp->lock);
1237                 if (!forcenow)
1238                         break;
1239                 /* fall into next case. */
1240
1241         case RCU_FORCE_QS:
1242
1243                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1244                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1245                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1246                         goto unlock_ret;
1247
1248                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1249
1250                 break;
1251         }
1252 unlock_ret:
1253         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1254 }
1255
1256 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1257
1258 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1259 {
1260         set_need_resched();
1261 }
1262
1263 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1264
1265 /*
1266  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1267  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1268  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1269  */
1270 static void
1271 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1272 {
1273         unsigned long flags;
1274
1275         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1276
1277         /*
1278          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1279          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1280          */
1281         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1282                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1283
1284         /*
1285          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1286          * period that some other CPU ended.
1287          */
1288         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1289
1290         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1291         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1292
1293         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1294         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1295                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1296                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1297         }
1298
1299         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1300         rcu_do_batch(rsp, rdp);
1301 }
1302
1303 /*
1304  * Do softirq processing for the current CPU.
1305  */
1306 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1307 {
1308         /*
1309          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1310          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1311          * grace-period manipulations below.
1312          */
1313         smp_mb(); /* See above block comment. */
1314
1315         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1316                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1317         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1318         rcu_preempt_process_callbacks();
1319
1320         /*
1321          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1322          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1323          * grace-period manipulations above.
1324          */
1325         smp_mb(); /* See above block comment. */
1326 }
1327
1328 static void
1329 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1330            struct rcu_state *rsp)
1331 {
1332         unsigned long flags;
1333         struct rcu_data *rdp;
1334
1335         head->func = func;
1336         head->next = NULL;
1337
1338         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1339
1340         /*
1341          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1342          * Note that we might see a beginning right after we see an
1343          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1344          * a quiescent state betweentimes.
1345          */
1346         local_irq_save(flags);
1347         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1348         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1349         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1350
1351         /* Add the callback to our list. */
1352         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1353         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1354
1355         /* Start a new grace period if one not already started. */
1356         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1357                 unsigned long nestflag;
1358                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1359
1360                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1361                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1362         }
1363
1364         /*
1365          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1366          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1367          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1368          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1369          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1370          */
1371         if (unlikely(++rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1372                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1373                 if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1374                     *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1375                         force_quiescent_state(rsp, 0);
1376                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1377                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1378         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1379                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1380         local_irq_restore(flags);
1381 }
1382
1383 /*
1384  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1385  */
1386 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1387 {
1388         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1389 }
1390 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1391
1392 /*
1393  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1394  */
1395 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1396 {
1397         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1398 }
1399 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1400
1401 /*
1402  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1403  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1404  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1405  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1406  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1407  */
1408 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1409 {
1410         rdp->n_rcu_pending++;
1411
1412         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1413         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1414
1415         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1416         if (rdp->qs_pending) {
1417                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1418                 return 1;
1419         }
1420
1421         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1422         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1423                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1424                 return 1;
1425         }
1426
1427         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1428         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1429                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1430                 return 1;
1431         }
1432
1433         /* Has another RCU grace period completed?  */
1434         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1435                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1436                 return 1;
1437         }
1438
1439         /* Has a new RCU grace period started? */
1440         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1441                 rdp->n_rp_gp_started++;
1442                 return 1;
1443         }
1444
1445         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1446         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1447             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1448                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1449                 return 1;
1450         }
1451
1452         /* nothing to do */
1453         rdp->n_rp_need_nothing++;
1454         return 0;
1455 }
1456
1457 /*
1458  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1459  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1460  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1461  */
1462 static int rcu_pending(int cpu)
1463 {
1464         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1465                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1466                rcu_preempt_pending(cpu);
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1471  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1472  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1473  * an exported member of the RCU API.
1474  */
1475 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1476 {
1477         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1478         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1479                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1480                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1481 }
1482
1483 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1484 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1485 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1486 static struct completion rcu_barrier_completion;
1487
1488 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1489 {
1490         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1491                 complete(&rcu_barrier_completion);
1492 }
1493
1494 /*
1495  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1496  */
1497 static void rcu_barrier_func(void *type)
1498 {
1499         int cpu = smp_processor_id();
1500         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1501         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1502                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1503
1504         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1505         call_rcu_func = type;
1506         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1511  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1512  */
1513 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1514                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1515                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1516 {
1517         BUG_ON(in_interrupt());
1518         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1519         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1520         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1521         /*
1522          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1523          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1524          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1525          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1526          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1527          * did their increment, causing this function to return too
1528          * early.
1529          */
1530         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1531         preempt_disable(); /* stop CPU_DYING from filling orphan_cbs_list */
1532         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1533         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1534         preempt_enable(); /* CPU_DYING can again fill orphan_cbs_list */
1535         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1536                 complete(&rcu_barrier_completion);
1537         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1538         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1539 }
1540
1541 /**
1542  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1543  */
1544 void rcu_barrier_bh(void)
1545 {
1546         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1547 }
1548 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1549
1550 /**
1551  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
1552  */
1553 void rcu_barrier_sched(void)
1554 {
1555         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
1556 }
1557 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
1558
1559 /*
1560  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1561  */
1562 static void __init
1563 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1564 {
1565         unsigned long flags;
1566         int i;
1567         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1568         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1569
1570         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1571         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1572         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1573         rdp->nxtlist = NULL;
1574         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1575                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1576         rdp->qlen = 0;
1577 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1578         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1579 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1580         rdp->cpu = cpu;
1581         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1582 }
1583
1584 /*
1585  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1586  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1587  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1588  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1589  */
1590 static void __cpuinit
1591 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1592 {
1593         unsigned long flags;
1594         unsigned long mask;
1595         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1596         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1597
1598         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1599         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1600         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1601         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1602         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1603         rdp->preemptable = preemptable;
1604         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1605         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1606         rdp->blimit = blimit;
1607         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1608
1609         /*
1610          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1611          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1612          */
1613
1614         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1615         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1616
1617         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1618         rnp = rdp->mynode;
1619         mask = rdp->grpmask;
1620         do {
1621                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1622                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1623                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1624                 mask = rnp->grpmask;
1625                 if (rnp == rdp->mynode) {
1626                         rdp->gpnum = rnp->completed; /* if GP in progress... */
1627                         rdp->completed = rnp->completed;
1628                         rdp->passed_quiesc_completed = rnp->completed - 1;
1629                 }
1630                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1631                 rnp = rnp->parent;
1632         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1633
1634         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1635 }
1636
1637 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1638 {
1639         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1640         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1641         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1642 }
1643
1644 /*
1645  * Handle CPU online/offline notification events.
1646  */
1647 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1648                              unsigned long action, void *hcpu)
1649 {
1650         long cpu = (long)hcpu;
1651
1652         switch (action) {
1653         case CPU_UP_PREPARE:
1654         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1655                 rcu_online_cpu(cpu);
1656                 break;
1657         case CPU_DYING:
1658         case CPU_DYING_FROZEN:
1659                 /*
1660                  * preempt_disable() in _rcu_barrier() prevents stop_machine(),
1661                  * so when "on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)type, 1);"
1662                  * returns, all online cpus have queued rcu_barrier_func().
1663                  * The dying CPU clears its cpu_online_mask bit and
1664                  * moves all of its RCU callbacks to ->orphan_cbs_list
1665                  * in the context of stop_machine(), so subsequent calls
1666                  * to _rcu_barrier() will adopt these callbacks and only
1667                  * then queue rcu_barrier_func() on all remaining CPUs.
1668                  */
1669                 rcu_send_cbs_to_orphanage(&rcu_bh_state);
1670                 rcu_send_cbs_to_orphanage(&rcu_sched_state);
1671                 rcu_preempt_send_cbs_to_orphanage();
1672                 break;
1673         case CPU_DEAD:
1674         case CPU_DEAD_FROZEN:
1675         case CPU_UP_CANCELED:
1676         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1677                 rcu_offline_cpu(cpu);
1678                 break;
1679         default:
1680                 break;
1681         }
1682         return NOTIFY_OK;
1683 }
1684
1685 /*
1686  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1687  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1688  */
1689 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1690 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1691 {
1692         int i;
1693
1694         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1695                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1696 }
1697 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1698 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1699 {
1700         int ccur;
1701         int cprv;
1702         int i;
1703
1704         cprv = NR_CPUS;
1705         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1706                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1707                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1708                 cprv = ccur;
1709         }
1710 }
1711 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1712
1713 /*
1714  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1715  */
1716 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1717 {
1718         int cpustride = 1;
1719         int i;
1720         int j;
1721         struct rcu_node *rnp;
1722
1723         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1724
1725         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1726                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1727         rcu_init_levelspread(rsp);
1728
1729         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1730
1731         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1732                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1733                 rnp = rsp->level[i];
1734                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1735                         if (rnp != rcu_get_root(rsp))
1736                                 spin_lock_init(&rnp->lock);
1737                         rnp->gpnum = 0;
1738                         rnp->qsmask = 0;
1739                         rnp->qsmaskinit = 0;
1740                         rnp->grplo = j * cpustride;
1741                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1742                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1743                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1744                         if (i == 0) {
1745                                 rnp->grpnum = 0;
1746                                 rnp->grpmask = 0;
1747                                 rnp->parent = NULL;
1748                         } else {
1749                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1750                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1751                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1752                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1753                         }
1754                         rnp->level = i;
1755                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1756                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1757                 }
1758         }
1759         spin_lock_init(&rcu_get_root(rsp)->lock);
1760 }
1761
1762 /*
1763  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1764  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1765  * structure.
1766  */
1767 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1768 do { \
1769         int i; \
1770         int j; \
1771         struct rcu_node *rnp; \
1772         \
1773         rcu_init_one(rsp); \
1774         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1775         j = 0; \
1776         for_each_possible_cpu(i) { \
1777                 if (i > rnp[j].grphi) \
1778                         j++; \
1779                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1780                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1781                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1782         } \
1783 } while (0)
1784
1785 void __init __rcu_init(void)
1786 {
1787         rcu_bootup_announce();
1788 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1789         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1790 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1791         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1792         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1793         __rcu_init_preempt();
1794         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1795 }
1796
1797 #include "rcutree_plugin.h"