Merge branch 'linus' into tracing/hw-branch-tracing
[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 <asm/atomic.h>
39 #include <linux/bitops.h>
40 #include <linux/module.h>
41 #include <linux/completion.h>
42 #include <linux/moduleparam.h>
43 #include <linux/percpu.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/cpu.h>
46 #include <linux/mutex.h>
47 #include <linux/time.h>
48
49 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
50 static struct lock_class_key rcu_lock_key;
51 struct lockdep_map rcu_lock_map =
52         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock", &rcu_lock_key);
53 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lock_map);
54 #endif
55
56 /* Data structures. */
57
58 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
59         .level = { &name.node[0] }, \
60         .levelcnt = { \
61                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
62                 NUM_RCU_LVL_1, \
63                 NUM_RCU_LVL_2, \
64                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
65         }, \
66         .signaled = RCU_SIGNAL_INIT, \
67         .gpnum = -300, \
68         .completed = -300, \
69         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
70         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
71         .n_force_qs = 0, \
72         .n_force_qs_ngp = 0, \
73 }
74
75 struct rcu_state rcu_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_state);
76 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_data);
77
78 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
79 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
80
81 /*
82  * Increment the quiescent state counter.
83  * The counter is a bit degenerated: We do not need to know
84  * how many quiescent states passed, just if there was at least
85  * one since the start of the grace period. Thus just a flag.
86  */
87 void rcu_qsctr_inc(int cpu)
88 {
89         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_data, cpu);
90         rdp->passed_quiesc = 1;
91         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
92 }
93
94 void rcu_bh_qsctr_inc(int cpu)
95 {
96         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
97         rdp->passed_quiesc = 1;
98         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
99 }
100
101 #ifdef CONFIG_NO_HZ
102 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
103         .dynticks_nesting = 1,
104         .dynticks = 1,
105 };
106 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
107
108 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
109 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
110 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
111
112 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
113
114 /*
115  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
116  */
117 long rcu_batches_completed(void)
118 {
119         return rcu_state.completed;
120 }
121 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
122
123 /*
124  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
125  */
126 long rcu_batches_completed_bh(void)
127 {
128         return rcu_bh_state.completed;
129 }
130 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
131
132 /*
133  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
134  */
135 static int
136 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
137 {
138         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
139 }
140
141 /*
142  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
143  */
144 static int
145 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
146 {
147         /* ACCESS_ONCE() because we are accessing outside of lock. */
148         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
149                ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
150 }
151
152 /*
153  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
154  */
155 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
156 {
157         return &rsp->node[0];
158 }
159
160 #ifdef CONFIG_SMP
161
162 /*
163  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
164  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
165  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
166  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
167  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
168  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
169  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
170  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
171  * each and every time we start a new grace period.
172  */
173 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
174 {
175         /*
176          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
177          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
178          */
179         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
180                 rdp->offline_fqs++;
181                 return 1;
182         }
183
184         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
185         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
186                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
187         else
188                 set_need_resched();
189         rdp->resched_ipi++;
190         return 0;
191 }
192
193 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
194
195 #ifdef CONFIG_NO_HZ
196 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(rcu_rs, 10 * HZ, 5);
197
198 /**
199  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
200  *
201  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
202  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
203  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
204  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
205  */
206 void rcu_enter_nohz(void)
207 {
208         unsigned long flags;
209         struct rcu_dynticks *rdtp;
210
211         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
212         local_irq_save(flags);
213         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
214         rdtp->dynticks++;
215         rdtp->dynticks_nesting--;
216         WARN_ON_RATELIMIT(rdtp->dynticks & 0x1, &rcu_rs);
217         local_irq_restore(flags);
218 }
219
220 /*
221  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
222  *
223  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
224  * read-side critical sections normally occur.
225  */
226 void rcu_exit_nohz(void)
227 {
228         unsigned long flags;
229         struct rcu_dynticks *rdtp;
230
231         local_irq_save(flags);
232         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
233         rdtp->dynticks++;
234         rdtp->dynticks_nesting++;
235         WARN_ON_RATELIMIT(!(rdtp->dynticks & 0x1), &rcu_rs);
236         local_irq_restore(flags);
237         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
238 }
239
240 /**
241  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
242  *
243  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
244  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
245  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
246  */
247 void rcu_nmi_enter(void)
248 {
249         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
250
251         if (rdtp->dynticks & 0x1)
252                 return;
253         rdtp->dynticks_nmi++;
254         WARN_ON_RATELIMIT(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1), &rcu_rs);
255         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
256 }
257
258 /**
259  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
260  *
261  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
262  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
263  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
264  */
265 void rcu_nmi_exit(void)
266 {
267         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
268
269         if (rdtp->dynticks & 0x1)
270                 return;
271         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
272         rdtp->dynticks_nmi++;
273         WARN_ON_RATELIMIT(rdtp->dynticks_nmi & 0x1, &rcu_rs);
274 }
275
276 /**
277  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
278  *
279  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
280  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
281  */
282 void rcu_irq_enter(void)
283 {
284         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
285
286         if (rdtp->dynticks_nesting++)
287                 return;
288         rdtp->dynticks++;
289         WARN_ON_RATELIMIT(!(rdtp->dynticks & 0x1), &rcu_rs);
290         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
291 }
292
293 /**
294  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
295  *
296  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
297  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
298  * with no ticks.
299  */
300 void rcu_irq_exit(void)
301 {
302         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
303
304         if (--rdtp->dynticks_nesting)
305                 return;
306         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
307         rdtp->dynticks++;
308         WARN_ON_RATELIMIT(rdtp->dynticks & 0x1, &rcu_rs);
309
310         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
311         if (__get_cpu_var(rcu_data).nxtlist ||
312             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
313                 set_need_resched();
314 }
315
316 /*
317  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
318  * dynticks counter manipulations.  Specify "rsp->completed - 1" to
319  * unconditionally invalidate any future dynticks manipulations (which is
320  * useful at the beginning of a grace period).
321  */
322 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
323 {
324         rsp->dynticks_completed = comp;
325 }
326
327 #ifdef CONFIG_SMP
328
329 /*
330  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
331  */
332 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
333 {
334         return rsp->dynticks_completed;
335 }
336
337 /*
338  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
339  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
340  * is already in a quiescent state courtesy of dynticks idle mode.
341  */
342 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
343 {
344         int ret;
345         int snap;
346         int snap_nmi;
347
348         snap = rdp->dynticks->dynticks;
349         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
350         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
351         rdp->dynticks_snap = snap;
352         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
353         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
354         if (ret)
355                 rdp->dynticks_fqs++;
356         return ret;
357 }
358
359 /*
360  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
361  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
362  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
363  * for this same CPU.
364  */
365 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
366 {
367         long curr;
368         long curr_nmi;
369         long snap;
370         long snap_nmi;
371
372         curr = rdp->dynticks->dynticks;
373         snap = rdp->dynticks_snap;
374         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
375         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
376         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
377
378         /*
379          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
380          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
381          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
382          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
383          * read-side critical section that started before the beginning
384          * of the current RCU grace period.
385          */
386         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
387             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
388                 rdp->dynticks_fqs++;
389                 return 1;
390         }
391
392         /* Go check for the CPU being offline. */
393         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
394 }
395
396 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
397
398 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
399
400 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
401 {
402 }
403
404 #ifdef CONFIG_SMP
405
406 /*
407  * If there are no dynticks, then the only way that a CPU can passively
408  * be in a quiescent state is to be offline.  Unlike dynticks idle, which
409  * is a point in time during the prior (already finished) grace period,
410  * an offline CPU is always in a quiescent state, and thus can be
411  * unconditionally applied.  So just return the current value of completed.
412  */
413 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
414 {
415         return rsp->completed;
416 }
417
418 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
419 {
420         return 0;
421 }
422
423 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
424 {
425         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
426 }
427
428 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
429
430 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
431
432 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
433
434 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
435 {
436         rsp->gp_start = jiffies;
437         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
438 }
439
440 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
441 {
442         int cpu;
443         long delta;
444         unsigned long flags;
445         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
446         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
447         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
448
449         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
450
451         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
452         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
453         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || rsp->gpnum == rsp->completed) {
454                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
455                 return;
456         }
457         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
458         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
459
460         /* OK, time to rat on our buddy... */
461
462         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
463         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
464                 if (rnp_cur->qsmask == 0)
465                         continue;
466                 for (cpu = 0; cpu <= rnp_cur->grphi - rnp_cur->grplo; cpu++)
467                         if (rnp_cur->qsmask & (1UL << cpu))
468                                 printk(" %d", rnp_cur->grplo + cpu);
469         }
470         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
471                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
472         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
473 }
474
475 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
476 {
477         unsigned long flags;
478         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
479
480         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
481                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
482         dump_stack();
483         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
484         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
485                 rsp->jiffies_stall =
486                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
487         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
488         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
489 }
490
491 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
492 {
493         long delta;
494         struct rcu_node *rnp;
495
496         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
497         rnp = rdp->mynode;
498         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
499
500                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
501                 print_cpu_stall(rsp);
502
503         } else if (rsp->gpnum != rsp->completed &&
504                    delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
505
506                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
507                 print_other_cpu_stall(rsp);
508         }
509 }
510
511 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
512
513 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
514 {
515 }
516
517 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
518 {
519 }
520
521 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
522
523 /*
524  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
525  * This is used both when we started the grace period and when we notice
526  * that someone else started the grace period.
527  */
528 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
529 {
530         rdp->qs_pending = 1;
531         rdp->passed_quiesc = 0;
532         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
533         rdp->n_rcu_pending_force_qs = rdp->n_rcu_pending +
534                                       RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
535 }
536
537 /*
538  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
539  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
540  * on the CPU corresponding to rdp.
541  */
542 static int
543 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
544 {
545         unsigned long flags;
546         int ret = 0;
547
548         local_irq_save(flags);
549         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
550                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
551                 ret = 1;
552         }
553         local_irq_restore(flags);
554         return ret;
555 }
556
557 /*
558  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
559  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
560  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
561  * be disabled.
562  */
563 static void
564 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
565         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
566 {
567         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
568         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
569         struct rcu_node *rnp_cur;
570         struct rcu_node *rnp_end;
571
572         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
573                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
574                 return;
575         }
576
577         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
578         rsp->gpnum++;
579         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
580         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
581         rdp->n_rcu_pending_force_qs = rdp->n_rcu_pending +
582                                       RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
583         record_gp_stall_check_time(rsp);
584         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
585         note_new_gpnum(rsp, rdp);
586
587         /*
588          * Because we are first, we know that all our callbacks will
589          * be covered by this upcoming grace period, even the ones
590          * that were registered arbitrarily recently.
591          */
592         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
593         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
594
595         /* Special-case the common single-level case. */
596         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
597                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
598                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
599                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
600                 return;
601         }
602
603         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
604
605
606         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
607         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
608
609         /*
610          * Set the quiescent-state-needed bits in all the non-leaf RCU
611          * nodes for all currently online CPUs.  This operation relies
612          * on the layout of the hierarchy within the rsp->node[] array.
613          * Note that other CPUs will access only the leaves of the
614          * hierarchy, which still indicate that no grace period is in
615          * progress.  In addition, we have excluded CPU-hotplug operations.
616          *
617          * We therefore do not need to hold any locks.  Any required
618          * memory barriers will be supplied by the locks guarding the
619          * leaf rcu_nodes in the hierarchy.
620          */
621
622         rnp_end = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
623         for (rnp_cur = &rsp->node[0]; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++)
624                 rnp_cur->qsmask = rnp_cur->qsmaskinit;
625
626         /*
627          * Now set up the leaf nodes.  Here we must be careful.  First,
628          * we need to hold the lock in order to exclude other CPUs, which
629          * might be contending for the leaf nodes' locks.  Second, as
630          * soon as we initialize a given leaf node, its CPUs might run
631          * up the rest of the hierarchy.  We must therefore acquire locks
632          * for each node that we touch during this stage.  (But we still
633          * are excluding CPU-hotplug operations.)
634          *
635          * Note that the grace period cannot complete until we finish
636          * the initialization process, as there will be at least one
637          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
638          * one corresponding to this CPU.
639          */
640         rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
641         rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
642         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
643                 spin_lock(&rnp_cur->lock);      /* irqs already disabled. */
644                 rnp_cur->qsmask = rnp_cur->qsmaskinit;
645                 spin_unlock(&rnp_cur->lock);    /* irqs already disabled. */
646         }
647
648         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
649         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
650 }
651
652 /*
653  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
654  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
655  * belongs.
656  */
657 static void
658 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
659 {
660         long completed_snap;
661         unsigned long flags;
662
663         local_irq_save(flags);
664         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
665
666         /* Did another grace period end? */
667         if (rdp->completed != completed_snap) {
668
669                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
670                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
671                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
672                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
673
674                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
675                 rdp->completed = completed_snap;
676         }
677         local_irq_restore(flags);
678 }
679
680 /*
681  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
682  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
683  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
684  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
685  * before return.
686  */
687 static void
688 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
689               unsigned long flags)
690         __releases(rnp->lock)
691 {
692         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
693         for (;;) {
694                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
695
696                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
697                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
698                         return;
699                 }
700                 rnp->qsmask &= ~mask;
701                 if (rnp->qsmask != 0) {
702
703                         /* Other bits still set at this level, so done. */
704                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
705                         return;
706                 }
707                 mask = rnp->grpmask;
708                 if (rnp->parent == NULL) {
709
710                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
711
712                         break;
713                 }
714                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
715                 rnp = rnp->parent;
716                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
717         }
718
719         /*
720          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
721          * state for this grace period.  Clean up and let rcu_start_gp()
722          * start up the next grace period if one is needed.  Note that
723          * we still hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which
724          * will release it.
725          */
726         rsp->completed = rsp->gpnum;
727         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
728         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases rnp->lock. */
729 }
730
731 /*
732  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
733  * the current CPU or an offline CPU.  The lastcomp argument is used to
734  * make sure we are still in the grace period of interest.  We don't want
735  * to end the current grace period based on quiescent states detected in
736  * an earlier grace period!
737  */
738 static void
739 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
740 {
741         unsigned long flags;
742         unsigned long mask;
743         struct rcu_node *rnp;
744
745         rnp = rdp->mynode;
746         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
747         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
748
749                 /*
750                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
751                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
752                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
753                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
754                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
755                  * occurred.
756                  */
757                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
758                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
759                 return;
760         }
761         mask = rdp->grpmask;
762         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
763                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
764         } else {
765                 rdp->qs_pending = 0;
766
767                 /*
768                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
769                  * callbacks can be processed during the next GP.
770                  */
771                 rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
772                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
773
774                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
775         }
776 }
777
778 /*
779  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
780  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
781  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
782  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
783  */
784 static void
785 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
786 {
787         /* If there is now a new grace period, record and return. */
788         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
789                 return;
790
791         /*
792          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
793          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
794          */
795         if (!rdp->qs_pending)
796                 return;
797
798         /*
799          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
800          * period? If no, then exit and wait for the next call.
801          */
802         if (!rdp->passed_quiesc)
803                 return;
804
805         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
806         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
807 }
808
809 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
810
811 /*
812  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
813  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
814  */
815 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
816 {
817         int i;
818         unsigned long flags;
819         long lastcomp;
820         unsigned long mask;
821         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
822         struct rcu_data *rdp_me;
823         struct rcu_node *rnp;
824
825         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
826         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
827
828         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
829         rnp = rdp->mynode;
830         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
831         do {
832                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
833                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
834                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
835                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
836                         break;
837                 }
838                 mask = rnp->grpmask;
839                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs already disabled. */
840                 rnp = rnp->parent;
841         } while (rnp != NULL);
842         lastcomp = rsp->completed;
843
844         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
845
846         /* Being offline is a quiescent state, so go record it. */
847         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
848
849         /*
850          * Move callbacks from the outgoing CPU to the running CPU.
851          * Note that the outgoing CPU is now quiscent, so it is now
852          * (uncharacteristically) safe to access it rcu_data structure.
853          * Note also that we must carefully retain the order of the
854          * outgoing CPU's callbacks in order for rcu_barrier() to work
855          * correctly.  Finally, note that we start all the callbacks
856          * afresh, even those that have passed through a grace period
857          * and are therefore ready to invoke.  The theory is that hotplug
858          * events are rare, and that if they are frequent enough to
859          * indefinitely delay callbacks, you have far worse things to
860          * be worrying about.
861          */
862         rdp_me = rsp->rda[smp_processor_id()];
863         if (rdp->nxtlist != NULL) {
864                 *rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
865                 rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
866                 rdp->nxtlist = NULL;
867                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
868                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
869                 rdp_me->qlen += rdp->qlen;
870                 rdp->qlen = 0;
871         }
872         local_irq_restore(flags);
873 }
874
875 /*
876  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
877  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
878  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
879  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
880  */
881 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
882 {
883         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_state);
884         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
885 }
886
887 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
888
889 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
890 {
891 }
892
893 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
894
895 /*
896  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
897  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
898  */
899 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
900 {
901         unsigned long flags;
902         struct rcu_head *next, *list, **tail;
903         int count;
904
905         /* If no callbacks are ready, just return.*/
906         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
907                 return;
908
909         /*
910          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
911          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
912          */
913         local_irq_save(flags);
914         list = rdp->nxtlist;
915         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
916         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
917         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
918         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
919                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
920                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
921         local_irq_restore(flags);
922
923         /* Invoke callbacks. */
924         count = 0;
925         while (list) {
926                 next = list->next;
927                 prefetch(next);
928                 list->func(list);
929                 list = next;
930                 if (++count >= rdp->blimit)
931                         break;
932         }
933
934         local_irq_save(flags);
935
936         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
937         rdp->qlen -= count;
938         if (list != NULL) {
939                 *tail = rdp->nxtlist;
940                 rdp->nxtlist = list;
941                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
942                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
943                                 rdp->nxttail[count] = tail;
944                         else
945                                 break;
946         }
947
948         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
949         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
950                 rdp->blimit = blimit;
951
952         local_irq_restore(flags);
953
954         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
955         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
956                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
957 }
958
959 /*
960  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
961  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
962  * Also schedule the RCU softirq handler.
963  *
964  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
965  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
966  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
967  */
968 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
969 {
970         if (user ||
971             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
972              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
973
974                 /*
975                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
976                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
977                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
978                  * a quiescent state, so count it.
979                  *
980                  * No memory barrier is required here because both
981                  * rcu_qsctr_inc() and rcu_bh_qsctr_inc() reference
982                  * only CPU-local variables that other CPUs neither
983                  * access nor modify, at least not while the corresponding
984                  * CPU is online.
985                  */
986
987                 rcu_qsctr_inc(cpu);
988                 rcu_bh_qsctr_inc(cpu);
989
990         } else if (!in_softirq()) {
991
992                 /*
993                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
994                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
995                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
996                  * critical section, so count it.
997                  */
998
999                 rcu_bh_qsctr_inc(cpu);
1000         }
1001         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1002 }
1003
1004 #ifdef CONFIG_SMP
1005
1006 /*
1007  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1008  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1009  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1010  * because we made it end).
1011  */
1012 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1013                                int (*f)(struct rcu_data *))
1014 {
1015         unsigned long bit;
1016         int cpu;
1017         unsigned long flags;
1018         unsigned long mask;
1019         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
1020         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
1021
1022         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
1023                 mask = 0;
1024                 spin_lock_irqsave(&rnp_cur->lock, flags);
1025                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1026                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1027                         return 1;
1028                 }
1029                 if (rnp_cur->qsmask == 0) {
1030                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1031                         continue;
1032                 }
1033                 cpu = rnp_cur->grplo;
1034                 bit = 1;
1035                 for (; cpu <= rnp_cur->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1036                         if ((rnp_cur->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1037                                 mask |= bit;
1038                 }
1039                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1040
1041                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp_cur->lock. */
1042                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp_cur, flags);
1043                         continue;
1044                 }
1045                 spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1046         }
1047         return 0;
1048 }
1049
1050 /*
1051  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1052  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1053  */
1054 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1055 {
1056         unsigned long flags;
1057         long lastcomp;
1058         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1059         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1060         u8 signaled;
1061
1062         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum))
1063                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1064         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1065                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1066                 return; /* Someone else is already on the job. */
1067         }
1068         if (relaxed &&
1069             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0 &&
1070             (rdp->n_rcu_pending_force_qs - rdp->n_rcu_pending) >= 0)
1071                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1072         rsp->n_force_qs++;
1073         spin_lock(&rnp->lock);
1074         lastcomp = rsp->completed;
1075         signaled = rsp->signaled;
1076         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1077         rdp->n_rcu_pending_force_qs = rdp->n_rcu_pending +
1078                                       RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1079         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1080                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1081                 spin_unlock(&rnp->lock);
1082                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1083         }
1084         spin_unlock(&rnp->lock);
1085         switch (signaled) {
1086         case RCU_GP_INIT:
1087
1088                 break; /* grace period still initializing, ignore. */
1089
1090         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1091
1092                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1093                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1094
1095                 /* Record dyntick-idle state. */
1096                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1097                                         dyntick_save_progress_counter))
1098                         goto unlock_ret;
1099
1100                 /* Update state, record completion counter. */
1101                 spin_lock(&rnp->lock);
1102                 if (lastcomp == rsp->completed) {
1103                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1104                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1105                 }
1106                 spin_unlock(&rnp->lock);
1107                 break;
1108
1109         case RCU_FORCE_QS:
1110
1111                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1112                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1113                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1114                         goto unlock_ret;
1115
1116                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1117
1118                 break;
1119         }
1120 unlock_ret:
1121         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1122 }
1123
1124 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1125
1126 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1127 {
1128         set_need_resched();
1129 }
1130
1131 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1132
1133 /*
1134  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1135  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1136  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1137  */
1138 static void
1139 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1140 {
1141         unsigned long flags;
1142
1143         /*
1144          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1145          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1146          */
1147         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0 ||
1148             (rdp->n_rcu_pending_force_qs - rdp->n_rcu_pending) < 0)
1149                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1150
1151         /*
1152          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1153          * period that some other CPU ended.
1154          */
1155         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1156
1157         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1158         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1159
1160         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1161         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1162                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1163                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1164         }
1165
1166         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1167         rcu_do_batch(rdp);
1168 }
1169
1170 /*
1171  * Do softirq processing for the current CPU.
1172  */
1173 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1174 {
1175         /*
1176          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1177          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1178          * grace-period manipulations below.
1179          */
1180         smp_mb(); /* See above block comment. */
1181
1182         __rcu_process_callbacks(&rcu_state, &__get_cpu_var(rcu_data));
1183         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1184
1185         /*
1186          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1187          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1188          * grace-period manipulations above.
1189          */
1190         smp_mb(); /* See above block comment. */
1191 }
1192
1193 static void
1194 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1195            struct rcu_state *rsp)
1196 {
1197         unsigned long flags;
1198         struct rcu_data *rdp;
1199
1200         head->func = func;
1201         head->next = NULL;
1202
1203         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1204
1205         /*
1206          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1207          * Note that we might see a beginning right after we see an
1208          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1209          * a quiescent state betweentimes.
1210          */
1211         local_irq_save(flags);
1212         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1213         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1214         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1215
1216         /* Add the callback to our list. */
1217         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1218         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1219
1220         /* Start a new grace period if one not already started. */
1221         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum)) {
1222                 unsigned long nestflag;
1223                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1224
1225                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1226                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1227         }
1228
1229         /* Force the grace period if too many callbacks or too long waiting. */
1230         if (unlikely(++rdp->qlen > qhimark)) {
1231                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1232                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1233         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0 ||
1234                    (rdp->n_rcu_pending_force_qs - rdp->n_rcu_pending) < 0)
1235                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1236         local_irq_restore(flags);
1237 }
1238
1239 /*
1240  * Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
1241  */
1242 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1243 {
1244         __call_rcu(head, func, &rcu_state);
1245 }
1246 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
1247
1248 /*
1249  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1250  */
1251 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1252 {
1253         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1254 }
1255 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1256
1257 /*
1258  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1259  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1260  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1261  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1262  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1263  */
1264 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1265 {
1266         rdp->n_rcu_pending++;
1267
1268         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1269         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1270
1271         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1272         if (rdp->qs_pending)
1273                 return 1;
1274
1275         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1276         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1277                 return 1;
1278
1279         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1280         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1281                 return 1;
1282
1283         /* Has another RCU grace period completed?  */
1284         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) /* outside of lock */
1285                 return 1;
1286
1287         /* Has a new RCU grace period started? */
1288         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) /* outside of lock */
1289                 return 1;
1290
1291         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1292         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) &&
1293             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0 ||
1294              (rdp->n_rcu_pending_force_qs - rdp->n_rcu_pending) < 0))
1295                 return 1;
1296
1297         /* nothing to do */
1298         return 0;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1303  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1304  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1305  */
1306 int rcu_pending(int cpu)
1307 {
1308         return __rcu_pending(&rcu_state, &per_cpu(rcu_data, cpu)) ||
1309                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu));
1310 }
1311
1312 /*
1313  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1314  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1315  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1316  * an exported member of the RCU API.
1317  */
1318 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1319 {
1320         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1321         return per_cpu(rcu_data, cpu).nxtlist ||
1322                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist;
1323 }
1324
1325 /*
1326  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  We take this "scorched earth"
1327  * approach so that we don't have to worry about how long the CPU has
1328  * been gone, or whether it ever was online previously.  We do trust the
1329  * ->mynode field, as it is constant for a given struct rcu_data and
1330  * initialized during early boot.
1331  *
1332  * Note that only one online or offline event can be happening at a given
1333  * time.  Note also that we can accept some slop in the rsp->completed
1334  * access due to the fact that this CPU cannot possibly have any RCU
1335  * callbacks in flight yet.
1336  */
1337 static void __cpuinit
1338 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1339 {
1340         unsigned long flags;
1341         int i;
1342         long lastcomp;
1343         unsigned long mask;
1344         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1345         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1346
1347         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1348         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1349         lastcomp = rsp->completed;
1350         rdp->completed = lastcomp;
1351         rdp->gpnum = lastcomp;
1352         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1353         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1354         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1355         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1356         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1357         rdp->nxtlist = NULL;
1358         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1359                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1360         rdp->qlen = 0;
1361         rdp->blimit = blimit;
1362 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1363         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1364 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1365         rdp->cpu = cpu;
1366         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1367
1368         /*
1369          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1370          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1371          */
1372
1373         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1374         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1375
1376         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1377         rnp = rdp->mynode;
1378         mask = rdp->grpmask;
1379         do {
1380                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1381                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1382                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1383                 mask = rnp->grpmask;
1384                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1385                 rnp = rnp->parent;
1386         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1387
1388         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
1389
1390         /*
1391          * A new grace period might start here.  If so, we will be part of
1392          * it, and its gpnum will be greater than ours, so we will
1393          * participate.  It is also possible for the gpnum to have been
1394          * incremented before this function was called, and the bitmasks
1395          * to not be filled out until now, in which case we will also
1396          * participate due to our gpnum being behind.
1397          */
1398
1399         /* Since it is coming online, the CPU is in a quiescent state. */
1400         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
1401         local_irq_restore(flags);
1402 }
1403
1404 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1405 {
1406         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_state);
1407         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state);
1408         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1409 }
1410
1411 /*
1412  * Handle CPU online/offline notifcation events.
1413  */
1414 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1415                                 unsigned long action, void *hcpu)
1416 {
1417         long cpu = (long)hcpu;
1418
1419         switch (action) {
1420         case CPU_UP_PREPARE:
1421         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1422                 rcu_online_cpu(cpu);
1423                 break;
1424         case CPU_DEAD:
1425         case CPU_DEAD_FROZEN:
1426         case CPU_UP_CANCELED:
1427         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1428                 rcu_offline_cpu(cpu);
1429                 break;
1430         default:
1431                 break;
1432         }
1433         return NOTIFY_OK;
1434 }
1435
1436 /*
1437  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1438  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1439  */
1440 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1441 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1442 {
1443         int i;
1444
1445         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1446                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1447 }
1448 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1449 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1450 {
1451         int ccur;
1452         int cprv;
1453         int i;
1454
1455         cprv = NR_CPUS;
1456         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1457                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1458                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1459                 cprv = ccur;
1460         }
1461 }
1462 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1463
1464 /*
1465  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1466  */
1467 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1468 {
1469         int cpustride = 1;
1470         int i;
1471         int j;
1472         struct rcu_node *rnp;
1473
1474         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1475
1476         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1477                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1478         rcu_init_levelspread(rsp);
1479
1480         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1481
1482         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1483                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1484                 rnp = rsp->level[i];
1485                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1486                         spin_lock_init(&rnp->lock);
1487                         rnp->qsmask = 0;
1488                         rnp->qsmaskinit = 0;
1489                         rnp->grplo = j * cpustride;
1490                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1491                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1492                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1493                         if (i == 0) {
1494                                 rnp->grpnum = 0;
1495                                 rnp->grpmask = 0;
1496                                 rnp->parent = NULL;
1497                         } else {
1498                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1499                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1500                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1501                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1502                         }
1503                         rnp->level = i;
1504                 }
1505         }
1506 }
1507
1508 /*
1509  * Helper macro for __rcu_init().  To be used nowhere else!
1510  * Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data structure.
1511  */
1512 #define RCU_DATA_PTR_INIT(rsp, rcu_data) \
1513 do { \
1514         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1515         j = 0; \
1516         for_each_possible_cpu(i) { \
1517                 if (i > rnp[j].grphi) \
1518                         j++; \
1519                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1520                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1521         } \
1522 } while (0)
1523
1524 static struct notifier_block __cpuinitdata rcu_nb = {
1525         .notifier_call  = rcu_cpu_notify,
1526 };
1527
1528 void __init __rcu_init(void)
1529 {
1530         int i;                  /* All used by RCU_DATA_PTR_INIT(). */
1531         int j;
1532         struct rcu_node *rnp;
1533
1534         printk(KERN_WARNING "Experimental hierarchical RCU implementation.\n");
1535 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1536         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1537 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1538         rcu_init_one(&rcu_state);
1539         RCU_DATA_PTR_INIT(&rcu_state, rcu_data);
1540         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
1541         RCU_DATA_PTR_INIT(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1542
1543         for_each_online_cpu(i)
1544                 rcu_cpu_notify(&rcu_nb, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)i);
1545         /* Register notifier for non-boot CPUs */
1546         register_cpu_notifier(&rcu_nb);
1547         printk(KERN_WARNING "Experimental hierarchical RCU init done.\n");
1548 }
1549
1550 module_param(blimit, int, 0);
1551 module_param(qhimark, int, 0);
1552 module_param(qlowmark, int, 0);