rcu: Changes from reviews: avoid casts, fix/add warnings, improve comments
[linux-flexiantxendom0-natty.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <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 #include "rcutree.h"
50
51 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
52 static struct lock_class_key rcu_lock_key;
53 struct lockdep_map rcu_lock_map =
54         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock", &rcu_lock_key);
55 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lock_map);
56 #endif
57
58 /* Data structures. */
59
60 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
61         .level = { &name.node[0] }, \
62         .levelcnt = { \
63                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
64                 NUM_RCU_LVL_1, \
65                 NUM_RCU_LVL_2, \
66                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
67         }, \
68         .signaled = RCU_SIGNAL_INIT, \
69         .gpnum = -300, \
70         .completed = -300, \
71         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
72         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
73         .n_force_qs = 0, \
74         .n_force_qs_ngp = 0, \
75 }
76
77 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
78 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
79
80 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
81 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
82
83 extern long rcu_batches_completed_sched(void);
84 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp);
85 static void cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
86                           struct rcu_node *rnp, unsigned long flags);
87 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags);
88 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
89 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp);
90 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
91 static void __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp,
92                                     struct rcu_data *rdp);
93 static void __call_rcu(struct rcu_head *head,
94                        void (*func)(struct rcu_head *rcu),
95                        struct rcu_state *rsp);
96 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
97 static void __cpuinit rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp,
98                                            int preemptable);
99
100 #include "rcutree_plugin.h"
101
102 /*
103  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
104  * how many quiescent states passed, just if there was at least
105  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
106  */
107 void rcu_sched_qs(int cpu)
108 {
109         unsigned long flags;
110         struct rcu_data *rdp;
111
112         local_irq_save(flags);
113         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
114         rdp->passed_quiesc = 1;
115         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
116         rcu_preempt_qs(cpu);
117         local_irq_restore(flags);
118 }
119
120 void rcu_bh_qs(int cpu)
121 {
122         unsigned long flags;
123         struct rcu_data *rdp;
124
125         local_irq_save(flags);
126         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
127         rdp->passed_quiesc = 1;
128         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
129         local_irq_restore(flags);
130 }
131
132 #ifdef CONFIG_NO_HZ
133 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
134         .dynticks_nesting = 1,
135         .dynticks = 1,
136 };
137 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
138
139 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
140 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
141 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
142
143 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
144 static int rcu_pending(int cpu);
145
146 /*
147  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
148  */
149 long rcu_batches_completed_sched(void)
150 {
151         return rcu_sched_state.completed;
152 }
153 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
154
155 /*
156  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
157  */
158 long rcu_batches_completed_bh(void)
159 {
160         return rcu_bh_state.completed;
161 }
162 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
163
164 /*
165  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
166  */
167 static int
168 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
169 {
170         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
171 }
172
173 /*
174  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
175  */
176 static int
177 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
178 {
179         /* ACCESS_ONCE() because we are accessing outside of lock. */
180         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
181                ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
182 }
183
184 /*
185  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
186  */
187 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
188 {
189         return &rsp->node[0];
190 }
191
192 #ifdef CONFIG_SMP
193
194 /*
195  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
196  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
197  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
198  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
199  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
200  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
201  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
202  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
203  * each and every time we start a new grace period.
204  */
205 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
206 {
207         /*
208          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
209          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
210          */
211         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
212                 rdp->offline_fqs++;
213                 return 1;
214         }
215
216         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
217         if (rdp->preemptable)
218                 return 0;
219
220         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
221         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
222                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
223         else
224                 set_need_resched();
225         rdp->resched_ipi++;
226         return 0;
227 }
228
229 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
230
231 #ifdef CONFIG_NO_HZ
232
233 /**
234  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
235  *
236  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
237  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
238  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
239  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
240  */
241 void rcu_enter_nohz(void)
242 {
243         unsigned long flags;
244         struct rcu_dynticks *rdtp;
245
246         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
247         local_irq_save(flags);
248         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
249         rdtp->dynticks++;
250         rdtp->dynticks_nesting--;
251         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
252         local_irq_restore(flags);
253 }
254
255 /*
256  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
257  *
258  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
259  * read-side critical sections normally occur.
260  */
261 void rcu_exit_nohz(void)
262 {
263         unsigned long flags;
264         struct rcu_dynticks *rdtp;
265
266         local_irq_save(flags);
267         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
268         rdtp->dynticks++;
269         rdtp->dynticks_nesting++;
270         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
271         local_irq_restore(flags);
272         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
273 }
274
275 /**
276  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
277  *
278  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
279  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
280  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
281  */
282 void rcu_nmi_enter(void)
283 {
284         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
285
286         if (rdtp->dynticks & 0x1)
287                 return;
288         rdtp->dynticks_nmi++;
289         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
290         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
291 }
292
293 /**
294  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
295  *
296  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
297  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
298  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
299  */
300 void rcu_nmi_exit(void)
301 {
302         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
303
304         if (rdtp->dynticks & 0x1)
305                 return;
306         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
307         rdtp->dynticks_nmi++;
308         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
309 }
310
311 /**
312  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
313  *
314  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
315  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
316  */
317 void rcu_irq_enter(void)
318 {
319         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
320
321         if (rdtp->dynticks_nesting++)
322                 return;
323         rdtp->dynticks++;
324         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
325         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
326 }
327
328 /**
329  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
330  *
331  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
332  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
333  * with no ticks.
334  */
335 void rcu_irq_exit(void)
336 {
337         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
338
339         if (--rdtp->dynticks_nesting)
340                 return;
341         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
342         rdtp->dynticks++;
343         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
344
345         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
346         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
347             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
348                 set_need_resched();
349 }
350
351 /*
352  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
353  * dynticks counter manipulations.  Specify "rsp->completed - 1" to
354  * unconditionally invalidate any future dynticks manipulations (which is
355  * useful at the beginning of a grace period).
356  */
357 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
358 {
359         rsp->dynticks_completed = comp;
360 }
361
362 #ifdef CONFIG_SMP
363
364 /*
365  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
366  */
367 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
368 {
369         return rsp->dynticks_completed;
370 }
371
372 /*
373  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
374  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
375  * is already in a quiescent state courtesy of dynticks idle mode.
376  */
377 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
378 {
379         int ret;
380         int snap;
381         int snap_nmi;
382
383         snap = rdp->dynticks->dynticks;
384         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
385         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
386         rdp->dynticks_snap = snap;
387         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
388         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
389         if (ret)
390                 rdp->dynticks_fqs++;
391         return ret;
392 }
393
394 /*
395  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
396  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
397  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
398  * for this same CPU.
399  */
400 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
401 {
402         long curr;
403         long curr_nmi;
404         long snap;
405         long snap_nmi;
406
407         curr = rdp->dynticks->dynticks;
408         snap = rdp->dynticks_snap;
409         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
410         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
411         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
412
413         /*
414          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
415          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
416          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
417          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
418          * read-side critical section that started before the beginning
419          * of the current RCU grace period.
420          */
421         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
422             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
423                 rdp->dynticks_fqs++;
424                 return 1;
425         }
426
427         /* Go check for the CPU being offline. */
428         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
429 }
430
431 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
432
433 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
434
435 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
436 {
437 }
438
439 #ifdef CONFIG_SMP
440
441 /*
442  * If there are no dynticks, then the only way that a CPU can passively
443  * be in a quiescent state is to be offline.  Unlike dynticks idle, which
444  * is a point in time during the prior (already finished) grace period,
445  * an offline CPU is always in a quiescent state, and thus can be
446  * unconditionally applied.  So just return the current value of completed.
447  */
448 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
449 {
450         return rsp->completed;
451 }
452
453 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
454 {
455         return 0;
456 }
457
458 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
459 {
460         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
461 }
462
463 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
464
465 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
466
467 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
468
469 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
470 {
471         rsp->gp_start = jiffies;
472         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
473 }
474
475 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
476 {
477         int cpu;
478         long delta;
479         unsigned long flags;
480         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
481         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
482         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
483
484         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
485
486         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
487         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
488         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || rsp->gpnum == rsp->completed) {
489                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
490                 return;
491         }
492         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
493         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
494
495         /* OK, time to rat on our buddy... */
496
497         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
498         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
499                 rcu_print_task_stall(rnp);
500                 if (rnp_cur->qsmask == 0)
501                         continue;
502                 for (cpu = 0; cpu <= rnp_cur->grphi - rnp_cur->grplo; cpu++)
503                         if (rnp_cur->qsmask & (1UL << cpu))
504                                 printk(" %d", rnp_cur->grplo + cpu);
505         }
506         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
507                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
508         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
509 }
510
511 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
512 {
513         unsigned long flags;
514         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
515
516         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
517                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
518         dump_stack();
519         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
520         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
521                 rsp->jiffies_stall =
522                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
523         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
524         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
525 }
526
527 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
528 {
529         long delta;
530         struct rcu_node *rnp;
531
532         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
533         rnp = rdp->mynode;
534         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
535
536                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
537                 print_cpu_stall(rsp);
538
539         } else if (rsp->gpnum != rsp->completed &&
540                    delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
541
542                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
543                 print_other_cpu_stall(rsp);
544         }
545 }
546
547 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
548
549 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
550 {
551 }
552
553 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
554 {
555 }
556
557 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
558
559 /*
560  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
561  * This is used both when we started the grace period and when we notice
562  * that someone else started the grace period.
563  */
564 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
565 {
566         rdp->qs_pending = 1;
567         rdp->passed_quiesc = 0;
568         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
569 }
570
571 /*
572  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
573  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
574  * on the CPU corresponding to rdp.
575  */
576 static int
577 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
578 {
579         unsigned long flags;
580         int ret = 0;
581
582         local_irq_save(flags);
583         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
584                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
585                 ret = 1;
586         }
587         local_irq_restore(flags);
588         return ret;
589 }
590
591 /*
592  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
593  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
594  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
595  * be disabled.
596  */
597 static void
598 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
599         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
600 {
601         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
602         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
603         struct rcu_node *rnp_cur;
604         struct rcu_node *rnp_end;
605
606         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
607                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
608                 return;
609         }
610
611         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
612         rsp->gpnum++;
613         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
614         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
615         record_gp_stall_check_time(rsp);
616         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
617         note_new_gpnum(rsp, rdp);
618
619         /*
620          * Because we are first, we know that all our callbacks will
621          * be covered by this upcoming grace period, even the ones
622          * that were registered arbitrarily recently.
623          */
624         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
625         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
626
627         /* Special-case the common single-level case. */
628         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
629                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
630                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
631                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
632                 return;
633         }
634
635         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
636
637
638         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
639         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
640
641         /*
642          * Set the quiescent-state-needed bits in all the non-leaf RCU
643          * nodes for all currently online CPUs.  This operation relies
644          * on the layout of the hierarchy within the rsp->node[] array.
645          * Note that other CPUs will access only the leaves of the
646          * hierarchy, which still indicate that no grace period is in
647          * progress.  In addition, we have excluded CPU-hotplug operations.
648          *
649          * We therefore do not need to hold any locks.  Any required
650          * memory barriers will be supplied by the locks guarding the
651          * leaf rcu_nodes in the hierarchy.
652          */
653
654         rnp_end = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
655         for (rnp_cur = &rsp->node[0]; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++)
656                 rnp_cur->qsmask = rnp_cur->qsmaskinit;
657
658         /*
659          * Now set up the leaf nodes.  Here we must be careful.  First,
660          * we need to hold the lock in order to exclude other CPUs, which
661          * might be contending for the leaf nodes' locks.  Second, as
662          * soon as we initialize a given leaf node, its CPUs might run
663          * up the rest of the hierarchy.  We must therefore acquire locks
664          * for each node that we touch during this stage.  (But we still
665          * are excluding CPU-hotplug operations.)
666          *
667          * Note that the grace period cannot complete until we finish
668          * the initialization process, as there will be at least one
669          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
670          * one corresponding to this CPU.
671          */
672         rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
673         rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
674         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
675                 spin_lock(&rnp_cur->lock);      /* irqs already disabled. */
676                 rnp_cur->qsmask = rnp_cur->qsmaskinit;
677                 spin_unlock(&rnp_cur->lock);    /* irqs already disabled. */
678         }
679
680         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
681         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
682 }
683
684 /*
685  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
686  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
687  * belongs.
688  */
689 static void
690 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
691 {
692         long completed_snap;
693         unsigned long flags;
694
695         local_irq_save(flags);
696         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
697
698         /* Did another grace period end? */
699         if (rdp->completed != completed_snap) {
700
701                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
702                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
703                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
704                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
705
706                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
707                 rdp->completed = completed_snap;
708         }
709         local_irq_restore(flags);
710 }
711
712 /*
713  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
714  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
715  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
716  */
717 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
718         __releases(rnp->lock)
719 {
720         rsp->completed = rsp->gpnum;
721         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
722         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
723 }
724
725 /*
726  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
727  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
728  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
729  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
730  * before return.
731  */
732 static void
733 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
734               unsigned long flags)
735         __releases(rnp->lock)
736 {
737         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
738         for (;;) {
739                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
740
741                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
742                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
743                         return;
744                 }
745                 rnp->qsmask &= ~mask;
746                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
747
748                         /* Other bits still set at this level, so done. */
749                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
750                         return;
751                 }
752                 mask = rnp->grpmask;
753                 if (rnp->parent == NULL) {
754
755                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
756
757                         break;
758                 }
759                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
760                 rnp = rnp->parent;
761                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
762         }
763
764         /*
765          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
766          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
767          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
768          */
769         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
770 }
771
772 /*
773  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
774  * the current CPU or an offline CPU.  The lastcomp argument is used to
775  * make sure we are still in the grace period of interest.  We don't want
776  * to end the current grace period based on quiescent states detected in
777  * an earlier grace period!
778  */
779 static void
780 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
781 {
782         unsigned long flags;
783         unsigned long mask;
784         struct rcu_node *rnp;
785
786         rnp = rdp->mynode;
787         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
788         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
789
790                 /*
791                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
792                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
793                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
794                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
795                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
796                  * occurred.
797                  */
798                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
799                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
800                 return;
801         }
802         mask = rdp->grpmask;
803         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
804                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
805         } else {
806                 rdp->qs_pending = 0;
807
808                 /*
809                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
810                  * callbacks can be processed during the next GP.
811                  */
812                 rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
813                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
814
815                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
816         }
817 }
818
819 /*
820  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
821  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
822  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
823  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
824  */
825 static void
826 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
827 {
828         /* If there is now a new grace period, record and return. */
829         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
830                 return;
831
832         /*
833          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
834          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
835          */
836         if (!rdp->qs_pending)
837                 return;
838
839         /*
840          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
841          * period? If no, then exit and wait for the next call.
842          */
843         if (!rdp->passed_quiesc)
844                 return;
845
846         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
847         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
848 }
849
850 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
851
852 /*
853  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
854  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
855  */
856 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
857 {
858         int i;
859         unsigned long flags;
860         long lastcomp;
861         unsigned long mask;
862         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
863         struct rcu_data *rdp_me;
864         struct rcu_node *rnp;
865
866         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
867         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
868
869         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
870         rnp = rdp->mynode;
871         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
872         do {
873                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
874                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
875                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
876                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
877                         break;
878                 }
879                 rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp);
880                 mask = rnp->grpmask;
881                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
882                 rnp = rnp->parent;
883         } while (rnp != NULL);
884         lastcomp = rsp->completed;
885
886         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
887
888         /* Being offline is a quiescent state, so go record it. */
889         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
890
891         /*
892          * Move callbacks from the outgoing CPU to the running CPU.
893          * Note that the outgoing CPU is now quiscent, so it is now
894          * (uncharacteristically) safe to access its rcu_data structure.
895          * Note also that we must carefully retain the order of the
896          * outgoing CPU's callbacks in order for rcu_barrier() to work
897          * correctly.  Finally, note that we start all the callbacks
898          * afresh, even those that have passed through a grace period
899          * and are therefore ready to invoke.  The theory is that hotplug
900          * events are rare, and that if they are frequent enough to
901          * indefinitely delay callbacks, you have far worse things to
902          * be worrying about.
903          */
904         rdp_me = rsp->rda[smp_processor_id()];
905         if (rdp->nxtlist != NULL) {
906                 *rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
907                 rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
908                 rdp->nxtlist = NULL;
909                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
910                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
911                 rdp_me->qlen += rdp->qlen;
912                 rdp->qlen = 0;
913         }
914         local_irq_restore(flags);
915 }
916
917 /*
918  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
919  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
920  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
921  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
922  */
923 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
924 {
925         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
926         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
927         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
928 }
929
930 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
931
932 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
933 {
934 }
935
936 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
937
938 /*
939  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
940  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
941  */
942 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
943 {
944         unsigned long flags;
945         struct rcu_head *next, *list, **tail;
946         int count;
947
948         /* If no callbacks are ready, just return.*/
949         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
950                 return;
951
952         /*
953          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
954          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
955          */
956         local_irq_save(flags);
957         list = rdp->nxtlist;
958         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
959         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
960         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
961         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
962                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
963                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
964         local_irq_restore(flags);
965
966         /* Invoke callbacks. */
967         count = 0;
968         while (list) {
969                 next = list->next;
970                 prefetch(next);
971                 list->func(list);
972                 list = next;
973                 if (++count >= rdp->blimit)
974                         break;
975         }
976
977         local_irq_save(flags);
978
979         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
980         rdp->qlen -= count;
981         if (list != NULL) {
982                 *tail = rdp->nxtlist;
983                 rdp->nxtlist = list;
984                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
985                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
986                                 rdp->nxttail[count] = tail;
987                         else
988                                 break;
989         }
990
991         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
992         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
993                 rdp->blimit = blimit;
994
995         local_irq_restore(flags);
996
997         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
998         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
999                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1004  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1005  * Also schedule the RCU softirq handler.
1006  *
1007  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1008  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1009  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1010  */
1011 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1012 {
1013         if (!rcu_pending(cpu))
1014                 return; /* if nothing for RCU to do. */
1015         if (user ||
1016             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1017              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1018
1019                 /*
1020                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1021                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1022                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1023                  * a quiescent state, so note it.
1024                  *
1025                  * No memory barrier is required here because both
1026                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1027                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1028                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1029                  */
1030
1031                 rcu_sched_qs(cpu);
1032                 rcu_bh_qs(cpu);
1033
1034         } else if (!in_softirq()) {
1035
1036                 /*
1037                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1038                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1039                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1040                  * critical section, so note it.
1041                  */
1042
1043                 rcu_bh_qs(cpu);
1044         }
1045         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1046         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1047 }
1048
1049 #ifdef CONFIG_SMP
1050
1051 /*
1052  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1053  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1054  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1055  * because we made it end).
1056  */
1057 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1058                                int (*f)(struct rcu_data *))
1059 {
1060         unsigned long bit;
1061         int cpu;
1062         unsigned long flags;
1063         unsigned long mask;
1064         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
1065         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
1066
1067         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
1068                 mask = 0;
1069                 spin_lock_irqsave(&rnp_cur->lock, flags);
1070                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1071                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1072                         return 1;
1073                 }
1074                 if (rnp_cur->qsmask == 0) {
1075                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1076                         continue;
1077                 }
1078                 cpu = rnp_cur->grplo;
1079                 bit = 1;
1080                 for (; cpu <= rnp_cur->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1081                         if ((rnp_cur->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1082                                 mask |= bit;
1083                 }
1084                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1085
1086                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp_cur->lock. */
1087                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp_cur, flags);
1088                         continue;
1089                 }
1090                 spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1091         }
1092         return 0;
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1097  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1098  */
1099 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1100 {
1101         unsigned long flags;
1102         long lastcomp;
1103         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1104         u8 signaled;
1105
1106         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum))
1107                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1108         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1109                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1110                 return; /* Someone else is already on the job. */
1111         }
1112         if (relaxed &&
1113             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1114                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1115         rsp->n_force_qs++;
1116         spin_lock(&rnp->lock);
1117         lastcomp = rsp->completed;
1118         signaled = rsp->signaled;
1119         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1120         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1121                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1122                 spin_unlock(&rnp->lock);
1123                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1124         }
1125         spin_unlock(&rnp->lock);
1126         switch (signaled) {
1127         case RCU_GP_INIT:
1128
1129                 break; /* grace period still initializing, ignore. */
1130
1131         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1132
1133                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1134                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1135
1136                 /* Record dyntick-idle state. */
1137                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1138                                         dyntick_save_progress_counter))
1139                         goto unlock_ret;
1140
1141                 /* Update state, record completion counter. */
1142                 spin_lock(&rnp->lock);
1143                 if (lastcomp == rsp->completed) {
1144                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1145                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1146                 }
1147                 spin_unlock(&rnp->lock);
1148                 break;
1149
1150         case RCU_FORCE_QS:
1151
1152                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1153                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1154                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1155                         goto unlock_ret;
1156
1157                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1158
1159                 break;
1160         }
1161 unlock_ret:
1162         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1163 }
1164
1165 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1166
1167 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1168 {
1169         set_need_resched();
1170 }
1171
1172 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1173
1174 /*
1175  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1176  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1177  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1178  */
1179 static void
1180 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1181 {
1182         unsigned long flags;
1183
1184         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1185
1186         /*
1187          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1188          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1189          */
1190         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1191                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1192
1193         /*
1194          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1195          * period that some other CPU ended.
1196          */
1197         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1198
1199         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1200         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1201
1202         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1203         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1204                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1205                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1206         }
1207
1208         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1209         rcu_do_batch(rdp);
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Do softirq processing for the current CPU.
1214  */
1215 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1216 {
1217         /*
1218          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1219          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1220          * grace-period manipulations below.
1221          */
1222         smp_mb(); /* See above block comment. */
1223
1224         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1225                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1226         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1227         rcu_preempt_process_callbacks();
1228
1229         /*
1230          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1231          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1232          * grace-period manipulations above.
1233          */
1234         smp_mb(); /* See above block comment. */
1235 }
1236
1237 static void
1238 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1239            struct rcu_state *rsp)
1240 {
1241         unsigned long flags;
1242         struct rcu_data *rdp;
1243
1244         head->func = func;
1245         head->next = NULL;
1246
1247         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1248
1249         /*
1250          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1251          * Note that we might see a beginning right after we see an
1252          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1253          * a quiescent state betweentimes.
1254          */
1255         local_irq_save(flags);
1256         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1257         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1258         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1259
1260         /* Add the callback to our list. */
1261         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1262         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1263
1264         /* Start a new grace period if one not already started. */
1265         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum)) {
1266                 unsigned long nestflag;
1267                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1268
1269                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1270                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1271         }
1272
1273         /* Force the grace period if too many callbacks or too long waiting. */
1274         if (unlikely(++rdp->qlen > qhimark)) {
1275                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1276                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1277         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1278                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1279         local_irq_restore(flags);
1280 }
1281
1282 /*
1283  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1284  */
1285 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1286 {
1287         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1288 }
1289 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1290
1291 /*
1292  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1293  */
1294 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1295 {
1296         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1297 }
1298 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1299
1300 /*
1301  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1302  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1303  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1304  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1305  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1306  */
1307 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1308 {
1309         rdp->n_rcu_pending++;
1310
1311         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1312         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1313
1314         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1315         if (rdp->qs_pending) {
1316                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1317                 return 1;
1318         }
1319
1320         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1321         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1322                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1323                 return 1;
1324         }
1325
1326         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1327         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1328                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1329                 return 1;
1330         }
1331
1332         /* Has another RCU grace period completed?  */
1333         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1334                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1335                 return 1;
1336         }
1337
1338         /* Has a new RCU grace period started? */
1339         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1340                 rdp->n_rp_gp_started++;
1341                 return 1;
1342         }
1343
1344         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1345         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) &&
1346             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1347                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1348                 return 1;
1349         }
1350
1351         /* nothing to do */
1352         rdp->n_rp_need_nothing++;
1353         return 0;
1354 }
1355
1356 /*
1357  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1358  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1359  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1360  */
1361 static int rcu_pending(int cpu)
1362 {
1363         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1364                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1365                rcu_preempt_pending(cpu);
1366 }
1367
1368 /*
1369  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1370  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1371  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1372  * an exported member of the RCU API.
1373  */
1374 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1375 {
1376         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1377         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1378                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1379                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1384  */
1385 static void __init
1386 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1387 {
1388         unsigned long flags;
1389         int i;
1390         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1391         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1392
1393         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1394         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1395         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1396         rdp->nxtlist = NULL;
1397         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1398                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1399         rdp->qlen = 0;
1400 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1401         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1402 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1403         rdp->cpu = cpu;
1404         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1405 }
1406
1407 /*
1408  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1409  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1410  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1411  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1412  */
1413 static void __cpuinit
1414 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1415 {
1416         unsigned long flags;
1417         long lastcomp;
1418         unsigned long mask;
1419         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1420         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1421
1422         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1423         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1424         lastcomp = rsp->completed;
1425         rdp->completed = lastcomp;
1426         rdp->gpnum = lastcomp;
1427         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1428         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1429         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1430         rdp->preemptable = preemptable;
1431         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1432         rdp->blimit = blimit;
1433         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1434
1435         /*
1436          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1437          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1438          */
1439
1440         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1441         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1442
1443         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1444         rnp = rdp->mynode;
1445         mask = rdp->grpmask;
1446         do {
1447                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1448                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1449                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1450                 mask = rnp->grpmask;
1451                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1452                 rnp = rnp->parent;
1453         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1454
1455         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
1456
1457         /*
1458          * A new grace period might start here.  If so, we will be part of
1459          * it, and its gpnum will be greater than ours, so we will
1460          * participate.  It is also possible for the gpnum to have been
1461          * incremented before this function was called, and the bitmasks
1462          * to not be filled out until now, in which case we will also
1463          * participate due to our gpnum being behind.
1464          */
1465
1466         /* Since it is coming online, the CPU is in a quiescent state. */
1467         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
1468         local_irq_restore(flags);
1469 }
1470
1471 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1472 {
1473         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1474         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1475         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Handle CPU online/offline notification events.
1480  */
1481 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1482                              unsigned long action, void *hcpu)
1483 {
1484         long cpu = (long)hcpu;
1485
1486         switch (action) {
1487         case CPU_UP_PREPARE:
1488         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1489                 rcu_online_cpu(cpu);
1490                 break;
1491         case CPU_DEAD:
1492         case CPU_DEAD_FROZEN:
1493         case CPU_UP_CANCELED:
1494         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1495                 rcu_offline_cpu(cpu);
1496                 break;
1497         default:
1498                 break;
1499         }
1500         return NOTIFY_OK;
1501 }
1502
1503 /*
1504  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1505  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1506  */
1507 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1508 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1509 {
1510         int i;
1511
1512         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1513                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1514 }
1515 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1516 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1517 {
1518         int ccur;
1519         int cprv;
1520         int i;
1521
1522         cprv = NR_CPUS;
1523         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1524                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1525                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1526                 cprv = ccur;
1527         }
1528 }
1529 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1530
1531 /*
1532  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1533  */
1534 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1535 {
1536         int cpustride = 1;
1537         int i;
1538         int j;
1539         struct rcu_node *rnp;
1540
1541         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1542
1543         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1544                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1545         rcu_init_levelspread(rsp);
1546
1547         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1548
1549         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1550                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1551                 rnp = rsp->level[i];
1552                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1553                         spin_lock_init(&rnp->lock);
1554                         rnp->gpnum = 0;
1555                         rnp->qsmask = 0;
1556                         rnp->qsmaskinit = 0;
1557                         rnp->grplo = j * cpustride;
1558                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1559                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1560                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1561                         if (i == 0) {
1562                                 rnp->grpnum = 0;
1563                                 rnp->grpmask = 0;
1564                                 rnp->parent = NULL;
1565                         } else {
1566                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1567                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1568                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1569                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1570                         }
1571                         rnp->level = i;
1572                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1573                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1574                 }
1575         }
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1580  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1581  * structure.
1582  */
1583 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1584 do { \
1585         rcu_init_one(rsp); \
1586         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1587         j = 0; \
1588         for_each_possible_cpu(i) { \
1589                 if (i > rnp[j].grphi) \
1590                         j++; \
1591                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1592                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1593                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1594         } \
1595 } while (0)
1596
1597 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
1598
1599 void __init __rcu_init_preempt(void)
1600 {
1601         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1602         int j;
1603         struct rcu_node *rnp;
1604
1605         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_preempt_state, rcu_preempt_data);
1606 }
1607
1608 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1609
1610 void __init __rcu_init_preempt(void)
1611 {
1612 }
1613
1614 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1615
1616 void __init __rcu_init(void)
1617 {
1618         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1619         int j;
1620         struct rcu_node *rnp;
1621
1622         rcu_bootup_announce();
1623 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1624         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1625 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1626         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1627         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1628         __rcu_init_preempt();
1629         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1630 }
1631
1632 module_param(blimit, int, 0);
1633 module_param(qhimark, int, 0);
1634 module_param(qlowmark, int, 0);