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