Merge branches 'tracing/kmemtrace2' and 'tracing/ftrace' into tracing/urgent
[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 #ifdef CONFIG_NO_HZ
82 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks);
83 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
84
85 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
86 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
87 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
88
89 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
90
91 /*
92  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
93  */
94 long rcu_batches_completed(void)
95 {
96         return rcu_state.completed;
97 }
98 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
99
100 /*
101  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
102  */
103 long rcu_batches_completed_bh(void)
104 {
105         return rcu_bh_state.completed;
106 }
107 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
108
109 /*
110  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
111  */
112 static int
113 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
114 {
115         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
116 }
117
118 /*
119  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
120  */
121 static int
122 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
123 {
124         /* ACCESS_ONCE() because we are accessing outside of lock. */
125         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
126                ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
127 }
128
129 /*
130  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
131  */
132 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
133 {
134         return &rsp->node[0];
135 }
136
137 #ifdef CONFIG_SMP
138
139 /*
140  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
141  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
142  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
143  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
144  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
145  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
146  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
147  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
148  * each and every time we start a new grace period.
149  */
150 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
151 {
152         /*
153          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
154          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
155          */
156         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
157                 rdp->offline_fqs++;
158                 return 1;
159         }
160
161         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
162         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
163                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
164         else
165                 set_need_resched();
166         rdp->resched_ipi++;
167         return 0;
168 }
169
170 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
171
172 #ifdef CONFIG_NO_HZ
173 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(rcu_rs, 10 * HZ, 5);
174
175 /**
176  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
177  *
178  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
179  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
180  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
181  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
182  */
183 void rcu_enter_nohz(void)
184 {
185         unsigned long flags;
186         struct rcu_dynticks *rdtp;
187
188         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
189         local_irq_save(flags);
190         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
191         rdtp->dynticks++;
192         rdtp->dynticks_nesting--;
193         WARN_ON_RATELIMIT(rdtp->dynticks & 0x1, &rcu_rs);
194         local_irq_restore(flags);
195 }
196
197 /*
198  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
199  *
200  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
201  * read-side critical sections normally occur.
202  */
203 void rcu_exit_nohz(void)
204 {
205         unsigned long flags;
206         struct rcu_dynticks *rdtp;
207
208         local_irq_save(flags);
209         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
210         rdtp->dynticks++;
211         rdtp->dynticks_nesting++;
212         WARN_ON_RATELIMIT(!(rdtp->dynticks & 0x1), &rcu_rs);
213         local_irq_restore(flags);
214         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
215 }
216
217 /**
218  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
219  *
220  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
221  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
222  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
223  */
224 void rcu_nmi_enter(void)
225 {
226         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
227
228         if (rdtp->dynticks & 0x1)
229                 return;
230         rdtp->dynticks_nmi++;
231         WARN_ON_RATELIMIT(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1), &rcu_rs);
232         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
233 }
234
235 /**
236  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
237  *
238  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
239  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
240  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
241  */
242 void rcu_nmi_exit(void)
243 {
244         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
245
246         if (rdtp->dynticks & 0x1)
247                 return;
248         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
249         rdtp->dynticks_nmi++;
250         WARN_ON_RATELIMIT(rdtp->dynticks_nmi & 0x1, &rcu_rs);
251 }
252
253 /**
254  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
255  *
256  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
257  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
258  */
259 void rcu_irq_enter(void)
260 {
261         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
262
263         if (rdtp->dynticks_nesting++)
264                 return;
265         rdtp->dynticks++;
266         WARN_ON_RATELIMIT(!(rdtp->dynticks & 0x1), &rcu_rs);
267         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
268 }
269
270 /**
271  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
272  *
273  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
274  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
275  * with no ticks.
276  */
277 void rcu_irq_exit(void)
278 {
279         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
280
281         if (--rdtp->dynticks_nesting)
282                 return;
283         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
284         rdtp->dynticks++;
285         WARN_ON_RATELIMIT(rdtp->dynticks & 0x1, &rcu_rs);
286
287         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
288         if (__get_cpu_var(rcu_data).nxtlist ||
289             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
290                 set_need_resched();
291 }
292
293 /*
294  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
295  * dynticks counter manipulations.  Specify "rsp->completed - 1" to
296  * unconditionally invalidate any future dynticks manipulations (which is
297  * useful at the beginning of a grace period).
298  */
299 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
300 {
301         rsp->dynticks_completed = comp;
302 }
303
304 #ifdef CONFIG_SMP
305
306 /*
307  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
308  */
309 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
310 {
311         return rsp->dynticks_completed;
312 }
313
314 /*
315  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
316  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
317  * is already in a quiescent state courtesy of dynticks idle mode.
318  */
319 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
320 {
321         int ret;
322         int snap;
323         int snap_nmi;
324
325         snap = rdp->dynticks->dynticks;
326         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
327         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
328         rdp->dynticks_snap = snap;
329         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
330         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
331         if (ret)
332                 rdp->dynticks_fqs++;
333         return ret;
334 }
335
336 /*
337  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
338  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
339  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
340  * for this same CPU.
341  */
342 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
343 {
344         long curr;
345         long curr_nmi;
346         long snap;
347         long snap_nmi;
348
349         curr = rdp->dynticks->dynticks;
350         snap = rdp->dynticks_snap;
351         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
352         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
353         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
354
355         /*
356          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
357          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
358          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
359          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
360          * read-side critical section that started before the beginning
361          * of the current RCU grace period.
362          */
363         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
364             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
365                 rdp->dynticks_fqs++;
366                 return 1;
367         }
368
369         /* Go check for the CPU being offline. */
370         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
371 }
372
373 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
374
375 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
376
377 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
378 {
379 }
380
381 #ifdef CONFIG_SMP
382
383 /*
384  * If there are no dynticks, then the only way that a CPU can passively
385  * be in a quiescent state is to be offline.  Unlike dynticks idle, which
386  * is a point in time during the prior (already finished) grace period,
387  * an offline CPU is always in a quiescent state, and thus can be
388  * unconditionally applied.  So just return the current value of completed.
389  */
390 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
391 {
392         return rsp->completed;
393 }
394
395 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
396 {
397         return 0;
398 }
399
400 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
401 {
402         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
403 }
404
405 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
406
407 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
408
409 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
410
411 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
412 {
413         rsp->gp_start = jiffies;
414         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
415 }
416
417 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
418 {
419         int cpu;
420         long delta;
421         unsigned long flags;
422         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
423         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
424         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
425
426         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
427
428         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
429         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
430         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || rsp->gpnum == rsp->completed) {
431                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
432                 return;
433         }
434         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
435         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
436
437         /* OK, time to rat on our buddy... */
438
439         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
440         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
441                 if (rnp_cur->qsmask == 0)
442                         continue;
443                 for (cpu = 0; cpu <= rnp_cur->grphi - rnp_cur->grplo; cpu++)
444                         if (rnp_cur->qsmask & (1UL << cpu))
445                                 printk(" %d", rnp_cur->grplo + cpu);
446         }
447         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
448                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
449         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
450 }
451
452 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
453 {
454         unsigned long flags;
455         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
456
457         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
458                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
459         dump_stack();
460         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
461         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
462                 rsp->jiffies_stall =
463                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
464         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
465         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
466 }
467
468 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
469 {
470         long delta;
471         struct rcu_node *rnp;
472
473         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
474         rnp = rdp->mynode;
475         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
476
477                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
478                 print_cpu_stall(rsp);
479
480         } else if (rsp->gpnum != rsp->completed &&
481                    delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
482
483                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
484                 print_other_cpu_stall(rsp);
485         }
486 }
487
488 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
489
490 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
491 {
492 }
493
494 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
495 {
496 }
497
498 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
499
500 /*
501  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
502  * This is used both when we started the grace period and when we notice
503  * that someone else started the grace period.
504  */
505 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
506 {
507         rdp->qs_pending = 1;
508         rdp->passed_quiesc = 0;
509         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
510         rdp->n_rcu_pending_force_qs = rdp->n_rcu_pending +
511                                       RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
512 }
513
514 /*
515  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
516  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
517  * on the CPU corresponding to rdp.
518  */
519 static int
520 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
521 {
522         unsigned long flags;
523         int ret = 0;
524
525         local_irq_save(flags);
526         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
527                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
528                 ret = 1;
529         }
530         local_irq_restore(flags);
531         return ret;
532 }
533
534 /*
535  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
536  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
537  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
538  * be disabled.
539  */
540 static void
541 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
542         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
543 {
544         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
545         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
546         struct rcu_node *rnp_cur;
547         struct rcu_node *rnp_end;
548
549         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
550                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
551                 return;
552         }
553
554         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
555         rsp->gpnum++;
556         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
557         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
558         rdp->n_rcu_pending_force_qs = rdp->n_rcu_pending +
559                                       RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
560         record_gp_stall_check_time(rsp);
561         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
562         note_new_gpnum(rsp, rdp);
563
564         /*
565          * Because we are first, we know that all our callbacks will
566          * be covered by this upcoming grace period, even the ones
567          * that were registered arbitrarily recently.
568          */
569         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
570         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
571
572         /* Special-case the common single-level case. */
573         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
574                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
575                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
576                 return;
577         }
578
579         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
580
581
582         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
583         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
584
585         /*
586          * Set the quiescent-state-needed bits in all the non-leaf RCU
587          * nodes for all currently online CPUs.  This operation relies
588          * on the layout of the hierarchy within the rsp->node[] array.
589          * Note that other CPUs will access only the leaves of the
590          * hierarchy, which still indicate that no grace period is in
591          * progress.  In addition, we have excluded CPU-hotplug operations.
592          *
593          * We therefore do not need to hold any locks.  Any required
594          * memory barriers will be supplied by the locks guarding the
595          * leaf rcu_nodes in the hierarchy.
596          */
597
598         rnp_end = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
599         for (rnp_cur = &rsp->node[0]; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++)
600                 rnp_cur->qsmask = rnp_cur->qsmaskinit;
601
602         /*
603          * Now set up the leaf nodes.  Here we must be careful.  First,
604          * we need to hold the lock in order to exclude other CPUs, which
605          * might be contending for the leaf nodes' locks.  Second, as
606          * soon as we initialize a given leaf node, its CPUs might run
607          * up the rest of the hierarchy.  We must therefore acquire locks
608          * for each node that we touch during this stage.  (But we still
609          * are excluding CPU-hotplug operations.)
610          *
611          * Note that the grace period cannot complete until we finish
612          * the initialization process, as there will be at least one
613          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
614          * one corresponding to this CPU.
615          */
616         rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
617         rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
618         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
619                 spin_lock(&rnp_cur->lock);      /* irqs already disabled. */
620                 rnp_cur->qsmask = rnp_cur->qsmaskinit;
621                 spin_unlock(&rnp_cur->lock);    /* irqs already disabled. */
622         }
623
624         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
625         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
626 }
627
628 /*
629  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
630  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
631  * belongs.
632  */
633 static void
634 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
635 {
636         long completed_snap;
637         unsigned long flags;
638
639         local_irq_save(flags);
640         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
641
642         /* Did another grace period end? */
643         if (rdp->completed != completed_snap) {
644
645                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
646                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
647                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
648                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
649
650                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
651                 rdp->completed = completed_snap;
652         }
653         local_irq_restore(flags);
654 }
655
656 /*
657  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
658  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
659  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
660  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
661  * before return.
662  */
663 static void
664 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
665               unsigned long flags)
666         __releases(rnp->lock)
667 {
668         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
669         for (;;) {
670                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
671
672                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
673                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
674                         return;
675                 }
676                 rnp->qsmask &= ~mask;
677                 if (rnp->qsmask != 0) {
678
679                         /* Other bits still set at this level, so done. */
680                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
681                         return;
682                 }
683                 mask = rnp->grpmask;
684                 if (rnp->parent == NULL) {
685
686                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
687
688                         break;
689                 }
690                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
691                 rnp = rnp->parent;
692                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
693         }
694
695         /*
696          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
697          * state for this grace period.  Clean up and let rcu_start_gp()
698          * start up the next grace period if one is needed.  Note that
699          * we still hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which
700          * will release it.
701          */
702         rsp->completed = rsp->gpnum;
703         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
704         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases rnp->lock. */
705 }
706
707 /*
708  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
709  * the current CPU or an offline CPU.  The lastcomp argument is used to
710  * make sure we are still in the grace period of interest.  We don't want
711  * to end the current grace period based on quiescent states detected in
712  * an earlier grace period!
713  */
714 static void
715 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
716 {
717         unsigned long flags;
718         unsigned long mask;
719         struct rcu_node *rnp;
720
721         rnp = rdp->mynode;
722         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
723         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
724
725                 /*
726                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
727                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
728                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
729                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
730                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
731                  * occurred.
732                  */
733                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
734                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
735                 return;
736         }
737         mask = rdp->grpmask;
738         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
739                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
740         } else {
741                 rdp->qs_pending = 0;
742
743                 /*
744                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
745                  * callbacks can be processed during the next GP.
746                  */
747                 rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
748                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
749
750                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
751         }
752 }
753
754 /*
755  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
756  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
757  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
758  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
759  */
760 static void
761 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
762 {
763         /* If there is now a new grace period, record and return. */
764         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
765                 return;
766
767         /*
768          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
769          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
770          */
771         if (!rdp->qs_pending)
772                 return;
773
774         /*
775          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
776          * period? If no, then exit and wait for the next call.
777          */
778         if (!rdp->passed_quiesc)
779                 return;
780
781         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
782         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
783 }
784
785 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
786
787 /*
788  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
789  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
790  */
791 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
792 {
793         int i;
794         unsigned long flags;
795         long lastcomp;
796         unsigned long mask;
797         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
798         struct rcu_data *rdp_me;
799         struct rcu_node *rnp;
800
801         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
802         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
803
804         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
805         rnp = rdp->mynode;
806         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
807         do {
808                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
809                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
810                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
811                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
812                         break;
813                 }
814                 mask = rnp->grpmask;
815                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs already disabled. */
816                 rnp = rnp->parent;
817         } while (rnp != NULL);
818         lastcomp = rsp->completed;
819
820         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
821
822         /* Being offline is a quiescent state, so go record it. */
823         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
824
825         /*
826          * Move callbacks from the outgoing CPU to the running CPU.
827          * Note that the outgoing CPU is now quiscent, so it is now
828          * (uncharacteristically) safe to access it rcu_data structure.
829          * Note also that we must carefully retain the order of the
830          * outgoing CPU's callbacks in order for rcu_barrier() to work
831          * correctly.  Finally, note that we start all the callbacks
832          * afresh, even those that have passed through a grace period
833          * and are therefore ready to invoke.  The theory is that hotplug
834          * events are rare, and that if they are frequent enough to
835          * indefinitely delay callbacks, you have far worse things to
836          * be worrying about.
837          */
838         rdp_me = rsp->rda[smp_processor_id()];
839         if (rdp->nxtlist != NULL) {
840                 *rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
841                 rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
842                 rdp->nxtlist = NULL;
843                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
844                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
845                 rdp_me->qlen += rdp->qlen;
846                 rdp->qlen = 0;
847         }
848         local_irq_restore(flags);
849 }
850
851 /*
852  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
853  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
854  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
855  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
856  */
857 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
858 {
859         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_state);
860         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
861 }
862
863 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
864
865 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
866 {
867 }
868
869 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
870
871 /*
872  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
873  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
874  */
875 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
876 {
877         unsigned long flags;
878         struct rcu_head *next, *list, **tail;
879         int count;
880
881         /* If no callbacks are ready, just return.*/
882         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
883                 return;
884
885         /*
886          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
887          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
888          */
889         local_irq_save(flags);
890         list = rdp->nxtlist;
891         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
892         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
893         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
894         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
895                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
896                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
897         local_irq_restore(flags);
898
899         /* Invoke callbacks. */
900         count = 0;
901         while (list) {
902                 next = list->next;
903                 prefetch(next);
904                 list->func(list);
905                 list = next;
906                 if (++count >= rdp->blimit)
907                         break;
908         }
909
910         local_irq_save(flags);
911
912         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
913         rdp->qlen -= count;
914         if (list != NULL) {
915                 *tail = rdp->nxtlist;
916                 rdp->nxtlist = list;
917                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
918                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
919                                 rdp->nxttail[count] = tail;
920                         else
921                                 break;
922         }
923
924         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
925         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
926                 rdp->blimit = blimit;
927
928         local_irq_restore(flags);
929
930         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
931         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
932                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
933 }
934
935 /*
936  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
937  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
938  * Also schedule the RCU softirq handler.
939  *
940  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
941  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
942  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
943  */
944 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
945 {
946         if (user ||
947             (idle_cpu(cpu) && !in_softirq() &&
948                                 hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
949
950                 /*
951                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
952                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
953                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
954                  * a quiescent state, so count it.
955                  *
956                  * No memory barrier is required here because both
957                  * rcu_qsctr_inc() and rcu_bh_qsctr_inc() reference
958                  * only CPU-local variables that other CPUs neither
959                  * access nor modify, at least not while the corresponding
960                  * CPU is online.
961                  */
962
963                 rcu_qsctr_inc(cpu);
964                 rcu_bh_qsctr_inc(cpu);
965
966         } else if (!in_softirq()) {
967
968                 /*
969                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
970                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
971                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
972                  * critical section, so count it.
973                  */
974
975                 rcu_bh_qsctr_inc(cpu);
976         }
977         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
978 }
979
980 #ifdef CONFIG_SMP
981
982 /*
983  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
984  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
985  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
986  * because we made it end).
987  */
988 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
989                                int (*f)(struct rcu_data *))
990 {
991         unsigned long bit;
992         int cpu;
993         unsigned long flags;
994         unsigned long mask;
995         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
996         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
997
998         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
999                 mask = 0;
1000                 spin_lock_irqsave(&rnp_cur->lock, flags);
1001                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1002                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1003                         return 1;
1004                 }
1005                 if (rnp_cur->qsmask == 0) {
1006                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1007                         continue;
1008                 }
1009                 cpu = rnp_cur->grplo;
1010                 bit = 1;
1011                 for (; cpu <= rnp_cur->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1012                         if ((rnp_cur->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1013                                 mask |= bit;
1014                 }
1015                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1016
1017                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp_cur->lock. */
1018                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp_cur, flags);
1019                         continue;
1020                 }
1021                 spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1022         }
1023         return 0;
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1028  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1029  */
1030 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1031 {
1032         unsigned long flags;
1033         long lastcomp;
1034         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1035         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1036         u8 signaled;
1037
1038         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum))
1039                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1040         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1041                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1042                 return; /* Someone else is already on the job. */
1043         }
1044         if (relaxed &&
1045             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0 &&
1046             (rdp->n_rcu_pending_force_qs - rdp->n_rcu_pending) >= 0)
1047                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1048         rsp->n_force_qs++;
1049         spin_lock(&rnp->lock);
1050         lastcomp = rsp->completed;
1051         signaled = rsp->signaled;
1052         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1053         rdp->n_rcu_pending_force_qs = rdp->n_rcu_pending +
1054                                       RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1055         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1056                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1057                 spin_unlock(&rnp->lock);
1058                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1059         }
1060         spin_unlock(&rnp->lock);
1061         switch (signaled) {
1062         case RCU_GP_INIT:
1063
1064                 break; /* grace period still initializing, ignore. */
1065
1066         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1067
1068                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1069                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1070
1071                 /* Record dyntick-idle state. */
1072                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1073                                         dyntick_save_progress_counter))
1074                         goto unlock_ret;
1075
1076                 /* Update state, record completion counter. */
1077                 spin_lock(&rnp->lock);
1078                 if (lastcomp == rsp->completed) {
1079                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1080                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1081                 }
1082                 spin_unlock(&rnp->lock);
1083                 break;
1084
1085         case RCU_FORCE_QS:
1086
1087                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1088                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1089                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1090                         goto unlock_ret;
1091
1092                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1093
1094                 break;
1095         }
1096 unlock_ret:
1097         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1098 }
1099
1100 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1101
1102 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1103 {
1104         set_need_resched();
1105 }
1106
1107 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1108
1109 /*
1110  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1111  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1112  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1113  */
1114 static void
1115 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1116 {
1117         unsigned long flags;
1118
1119         /*
1120          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1121          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1122          */
1123         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0 ||
1124             (rdp->n_rcu_pending_force_qs - rdp->n_rcu_pending) < 0)
1125                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1126
1127         /*
1128          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1129          * period that some other CPU ended.
1130          */
1131         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1132
1133         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1134         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1135
1136         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1137         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1138                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1139                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1140         }
1141
1142         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1143         rcu_do_batch(rdp);
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Do softirq processing for the current CPU.
1148  */
1149 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1150 {
1151         /*
1152          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1153          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1154          * grace-period manipulations below.
1155          */
1156         smp_mb(); /* See above block comment. */
1157
1158         __rcu_process_callbacks(&rcu_state, &__get_cpu_var(rcu_data));
1159         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1160
1161         /*
1162          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1163          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1164          * grace-period manipulations above.
1165          */
1166         smp_mb(); /* See above block comment. */
1167 }
1168
1169 static void
1170 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1171            struct rcu_state *rsp)
1172 {
1173         unsigned long flags;
1174         struct rcu_data *rdp;
1175
1176         head->func = func;
1177         head->next = NULL;
1178
1179         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1180
1181         /*
1182          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1183          * Note that we might see a beginning right after we see an
1184          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1185          * a quiescent state betweentimes.
1186          */
1187         local_irq_save(flags);
1188         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1189         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1190         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1191
1192         /* Add the callback to our list. */
1193         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1194         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1195
1196         /* Start a new grace period if one not already started. */
1197         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum)) {
1198                 unsigned long nestflag;
1199                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1200
1201                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1202                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1203         }
1204
1205         /* Force the grace period if too many callbacks or too long waiting. */
1206         if (unlikely(++rdp->qlen > qhimark)) {
1207                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1208                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1209         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0 ||
1210                    (rdp->n_rcu_pending_force_qs - rdp->n_rcu_pending) < 0)
1211                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1212         local_irq_restore(flags);
1213 }
1214
1215 /*
1216  * Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
1217  */
1218 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1219 {
1220         __call_rcu(head, func, &rcu_state);
1221 }
1222 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
1223
1224 /*
1225  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1226  */
1227 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1228 {
1229         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1230 }
1231 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1232
1233 /*
1234  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1235  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1236  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1237  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1238  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1239  */
1240 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1241 {
1242         rdp->n_rcu_pending++;
1243
1244         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1245         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1246
1247         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1248         if (rdp->qs_pending)
1249                 return 1;
1250
1251         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1252         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1253                 return 1;
1254
1255         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1256         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1257                 return 1;
1258
1259         /* Has another RCU grace period completed?  */
1260         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) /* outside of lock */
1261                 return 1;
1262
1263         /* Has a new RCU grace period started? */
1264         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) /* outside of lock */
1265                 return 1;
1266
1267         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1268         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) &&
1269             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0 ||
1270              (rdp->n_rcu_pending_force_qs - rdp->n_rcu_pending) < 0))
1271                 return 1;
1272
1273         /* nothing to do */
1274         return 0;
1275 }
1276
1277 /*
1278  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1279  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1280  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1281  */
1282 int rcu_pending(int cpu)
1283 {
1284         return __rcu_pending(&rcu_state, &per_cpu(rcu_data, cpu)) ||
1285                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu));
1286 }
1287
1288 /*
1289  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1290  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1291  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1292  * an exported member of the RCU API.
1293  */
1294 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1295 {
1296         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1297         return per_cpu(rcu_data, cpu).nxtlist ||
1298                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  We take this "scorched earth"
1303  * approach so that we don't have to worry about how long the CPU has
1304  * been gone, or whether it ever was online previously.  We do trust the
1305  * ->mynode field, as it is constant for a given struct rcu_data and
1306  * initialized during early boot.
1307  *
1308  * Note that only one online or offline event can be happening at a given
1309  * time.  Note also that we can accept some slop in the rsp->completed
1310  * access due to the fact that this CPU cannot possibly have any RCU
1311  * callbacks in flight yet.
1312  */
1313 static void
1314 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1315 {
1316         unsigned long flags;
1317         int i;
1318         long lastcomp;
1319         unsigned long mask;
1320         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1321         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1322
1323         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1324         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1325         lastcomp = rsp->completed;
1326         rdp->completed = lastcomp;
1327         rdp->gpnum = lastcomp;
1328         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1329         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1330         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1331         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1332         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1333         rdp->nxtlist = NULL;
1334         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1335                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1336         rdp->qlen = 0;
1337         rdp->blimit = blimit;
1338 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1339         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1340 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1341         rdp->cpu = cpu;
1342         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1343
1344         /*
1345          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1346          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1347          */
1348
1349         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1350         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1351
1352         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1353         rnp = rdp->mynode;
1354         mask = rdp->grpmask;
1355         do {
1356                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1357                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1358                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1359                 mask = rnp->grpmask;
1360                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1361                 rnp = rnp->parent;
1362         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1363
1364         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
1365
1366         /*
1367          * A new grace period might start here.  If so, we will be part of
1368          * it, and its gpnum will be greater than ours, so we will
1369          * participate.  It is also possible for the gpnum to have been
1370          * incremented before this function was called, and the bitmasks
1371          * to not be filled out until now, in which case we will also
1372          * participate due to our gpnum being behind.
1373          */
1374
1375         /* Since it is coming online, the CPU is in a quiescent state. */
1376         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
1377         local_irq_restore(flags);
1378 }
1379
1380 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1381 {
1382 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1383         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1384
1385         rdtp->dynticks_nesting = 1;
1386         rdtp->dynticks |= 1;    /* need consecutive #s even for hotplug. */
1387         rdtp->dynticks_nmi = (rdtp->dynticks_nmi + 1) & ~0x1;
1388 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1389         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_state);
1390         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state);
1391         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1392 }
1393
1394 /*
1395  * Handle CPU online/offline notifcation events.
1396  */
1397 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1398                                 unsigned long action, void *hcpu)
1399 {
1400         long cpu = (long)hcpu;
1401
1402         switch (action) {
1403         case CPU_UP_PREPARE:
1404         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1405                 rcu_online_cpu(cpu);
1406                 break;
1407         case CPU_DEAD:
1408         case CPU_DEAD_FROZEN:
1409         case CPU_UP_CANCELED:
1410         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1411                 rcu_offline_cpu(cpu);
1412                 break;
1413         default:
1414                 break;
1415         }
1416         return NOTIFY_OK;
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1421  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1422  */
1423 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1424 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1425 {
1426         int i;
1427
1428         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1429                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1430 }
1431 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1432 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1433 {
1434         int ccur;
1435         int cprv;
1436         int i;
1437
1438         cprv = NR_CPUS;
1439         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1440                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1441                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1442                 cprv = ccur;
1443         }
1444 }
1445 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1446
1447 /*
1448  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1449  */
1450 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1451 {
1452         int cpustride = 1;
1453         int i;
1454         int j;
1455         struct rcu_node *rnp;
1456
1457         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1458
1459         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1460                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1461         rcu_init_levelspread(rsp);
1462
1463         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1464
1465         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1466                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1467                 rnp = rsp->level[i];
1468                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1469                         spin_lock_init(&rnp->lock);
1470                         rnp->qsmask = 0;
1471                         rnp->qsmaskinit = 0;
1472                         rnp->grplo = j * cpustride;
1473                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1474                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1475                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1476                         if (i == 0) {
1477                                 rnp->grpnum = 0;
1478                                 rnp->grpmask = 0;
1479                                 rnp->parent = NULL;
1480                         } else {
1481                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1482                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1483                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1484                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1485                         }
1486                         rnp->level = i;
1487                 }
1488         }
1489 }
1490
1491 /*
1492  * Helper macro for __rcu_init().  To be used nowhere else!
1493  * Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data structure.
1494  */
1495 #define RCU_DATA_PTR_INIT(rsp, rcu_data) \
1496 do { \
1497         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1498         j = 0; \
1499         for_each_possible_cpu(i) { \
1500                 if (i > rnp[j].grphi) \
1501                         j++; \
1502                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1503                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1504         } \
1505 } while (0)
1506
1507 static struct notifier_block __cpuinitdata rcu_nb = {
1508         .notifier_call  = rcu_cpu_notify,
1509 };
1510
1511 void __init __rcu_init(void)
1512 {
1513         int i;                  /* All used by RCU_DATA_PTR_INIT(). */
1514         int j;
1515         struct rcu_node *rnp;
1516
1517         printk(KERN_WARNING "Experimental hierarchical RCU implementation.\n");
1518 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1519         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1520 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1521         rcu_init_one(&rcu_state);
1522         RCU_DATA_PTR_INIT(&rcu_state, rcu_data);
1523         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
1524         RCU_DATA_PTR_INIT(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1525
1526         for_each_online_cpu(i)
1527                 rcu_cpu_notify(&rcu_nb, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)i);
1528         /* Register notifier for non-boot CPUs */
1529         register_cpu_notifier(&rcu_nb);
1530         printk(KERN_WARNING "Experimental hierarchical RCU init done.\n");
1531 }
1532
1533 module_param(blimit, int, 0);
1534 module_param(qhimark, int, 0);
1535 module_param(qlowmark, int, 0);