rcu: Rename ->onofflock to ->orphan_lock
[linux-2.6-block.git] / kernel / rcutree_plugin.h
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
3  * Internal non-public definitions that provide either classic
4  * or preemptible semantics.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
19  *
20  * Copyright Red Hat, 2009
21  * Copyright IBM Corporation, 2009
22  *
23  * Author: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
24  *         Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com>
25  */
26
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/oom.h>
29 #include <linux/smpboot.h>
30
31 #define RCU_KTHREAD_PRIO 1
32
33 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
34 #define RCU_BOOST_PRIO CONFIG_RCU_BOOST_PRIO
35 #else
36 #define RCU_BOOST_PRIO RCU_KTHREAD_PRIO
37 #endif
38
39 /*
40  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
41  * messages about anything out of the ordinary.  If you like #ifdef, you
42  * will love this function.
43  */
44 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
45 {
46 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
47         printk(KERN_INFO "\tRCU debugfs-based tracing is enabled.\n");
48 #endif
49 #if (defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 64) || (!defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 32)
50         printk(KERN_INFO "\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d\n",
51                CONFIG_RCU_FANOUT);
52 #endif
53 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
54         printk(KERN_INFO "\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
55 #endif
56 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
57         printk(KERN_INFO
58                "\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
59 #endif
60 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
61         printk(KERN_INFO "\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
62 #endif
63 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE
64         printk(KERN_INFO "\tRCU torture testing starts during boot.\n");
65 #endif
66 #if defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU) && !defined(CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE)
67         printk(KERN_INFO "\tDump stacks of tasks blocking RCU-preempt GP.\n");
68 #endif
69 #if defined(CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO)
70         printk(KERN_INFO "\tAdditional per-CPU info printed with stalls.\n");
71 #endif
72 #if NUM_RCU_LVL_4 != 0
73         printk(KERN_INFO "\tFour-level hierarchy is enabled.\n");
74 #endif
75         if (rcu_fanout_leaf != CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF)
76                 printk(KERN_INFO "\tExperimental boot-time adjustment of leaf fanout to %d.\n", rcu_fanout_leaf);
77         if (nr_cpu_ids != NR_CPUS)
78                 printk(KERN_INFO "\tRCU restricting CPUs from NR_CPUS=%d to nr_cpu_ids=%d.\n", NR_CPUS, nr_cpu_ids);
79 }
80
81 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
82
83 struct rcu_state rcu_preempt_state =
84         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt, call_rcu);
85 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_preempt_data);
86 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_preempt_state;
87
88 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp);
89
90 /*
91  * Tell them what RCU they are running.
92  */
93 static void __init rcu_bootup_announce(void)
94 {
95         printk(KERN_INFO "Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
96         rcu_bootup_announce_oddness();
97 }
98
99 /*
100  * Return the number of RCU-preempt batches processed thus far
101  * for debug and statistics.
102  */
103 long rcu_batches_completed_preempt(void)
104 {
105         return rcu_preempt_state.completed;
106 }
107 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_preempt);
108
109 /*
110  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
111  */
112 long rcu_batches_completed(void)
113 {
114         return rcu_batches_completed_preempt();
115 }
116 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
117
118 /*
119  * Force a quiescent state for preemptible RCU.
120  */
121 void rcu_force_quiescent_state(void)
122 {
123         force_quiescent_state(&rcu_preempt_state);
124 }
125 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
126
127 /*
128  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
129  * that this just means that the task currently running on the CPU is
130  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
131  * while in an RCU read-side critical section.
132  *
133  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
134  * must disable irqs in order to protect the assignment to
135  * ->rcu_read_unlock_special.
136  */
137 static void rcu_preempt_qs(int cpu)
138 {
139         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
140
141         if (rdp->passed_quiesce == 0)
142                 trace_rcu_grace_period("rcu_preempt", rdp->gpnum, "cpuqs");
143         rdp->passed_quiesce = 1;
144         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
145 }
146
147 /*
148  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
149  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
150  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
151  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
152  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
153  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
154  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
155  * predating the current grace period drain, in other words, until
156  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
157  *
158  * Caller must disable preemption.
159  */
160 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
161 {
162         struct task_struct *t = current;
163         unsigned long flags;
164         struct rcu_data *rdp;
165         struct rcu_node *rnp;
166
167         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
168             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
169
170                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
171                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_preempt_state.rda, cpu);
172                 rnp = rdp->mynode;
173                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
174                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
175                 t->rcu_blocked_node = rnp;
176
177                 /*
178                  * If this CPU has already checked in, then this task
179                  * will hold up the next grace period rather than the
180                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
181                  * If the task is queued for the current grace period
182                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
183                  * state for the current grace period), then as long
184                  * as that task remains queued, the current grace period
185                  * cannot end.  Note that there is some uncertainty as
186                  * to exactly when the current grace period started.
187                  * We take a conservative approach, which can result
188                  * in unnecessarily waiting on tasks that started very
189                  * slightly after the current grace period began.  C'est
190                  * la vie!!!
191                  *
192                  * But first, note that the current CPU must still be
193                  * on line!
194                  */
195                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) == 0);
196                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
197                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && rnp->gp_tasks != NULL) {
198                         list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks->prev);
199                         rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
200 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
201                         if (rnp->boost_tasks != NULL)
202                                 rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
203 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
204                 } else {
205                         list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
206                         if (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
207                                 rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
208                 }
209                 trace_rcu_preempt_task(rdp->rsp->name,
210                                        t->pid,
211                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
212                                        ? rnp->gpnum
213                                        : rnp->gpnum + 1);
214                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
215         } else if (t->rcu_read_lock_nesting < 0 &&
216                    t->rcu_read_unlock_special) {
217
218                 /*
219                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
220                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
221                  */
222                 rcu_read_unlock_special(t);
223         }
224
225         /*
226          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
227          * begin with, or we have now recorded that critical section
228          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
229          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
230          * section, and if that critical section was blocking the current
231          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
232          * means that we continue to block the current grace period.
233          */
234         local_irq_save(flags);
235         rcu_preempt_qs(cpu);
236         local_irq_restore(flags);
237 }
238
239 /*
240  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
241  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
242  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
243  */
244 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
245 {
246         return rnp->gp_tasks != NULL;
247 }
248
249 /*
250  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
251  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
252  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
253  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
254  * disabled.
255  */
256 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
257         __releases(rnp->lock)
258 {
259         unsigned long mask;
260         struct rcu_node *rnp_p;
261
262         if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
263                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
264                 return;  /* Still need more quiescent states! */
265         }
266
267         rnp_p = rnp->parent;
268         if (rnp_p == NULL) {
269                 /*
270                  * Either there is only one rcu_node in the tree,
271                  * or tasks were kicked up to root rcu_node due to
272                  * CPUs going offline.
273                  */
274                 rcu_report_qs_rsp(&rcu_preempt_state, flags);
275                 return;
276         }
277
278         /* Report up the rest of the hierarchy. */
279         mask = rnp->grpmask;
280         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
281         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
282         rcu_report_qs_rnp(mask, &rcu_preempt_state, rnp_p, flags);
283 }
284
285 /*
286  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
287  * returning NULL if at the end of the list.
288  */
289 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
290                                              struct rcu_node *rnp)
291 {
292         struct list_head *np;
293
294         np = t->rcu_node_entry.next;
295         if (np == &rnp->blkd_tasks)
296                 np = NULL;
297         return np;
298 }
299
300 /*
301  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
302  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
303  * read-side critical section.
304  */
305 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
306 {
307         int empty;
308         int empty_exp;
309         int empty_exp_now;
310         unsigned long flags;
311         struct list_head *np;
312 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
313         struct rt_mutex *rbmp = NULL;
314 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
315         struct rcu_node *rnp;
316         int special;
317
318         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
319         if (in_nmi())
320                 return;
321
322         local_irq_save(flags);
323
324         /*
325          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
326          * let it know that we have done so.
327          */
328         special = t->rcu_read_unlock_special;
329         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS) {
330                 rcu_preempt_qs(smp_processor_id());
331         }
332
333         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
334         if (in_irq() || in_serving_softirq()) {
335                 local_irq_restore(flags);
336                 return;
337         }
338
339         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
340         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
341                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
342
343                 /*
344                  * Remove this task from the list it blocked on.  The
345                  * task can migrate while we acquire the lock, but at
346                  * most one time.  So at most two passes through loop.
347                  */
348                 for (;;) {
349                         rnp = t->rcu_blocked_node;
350                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
351                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
352                                 break;
353                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
354                 }
355                 empty = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
356                 empty_exp = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
357                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
358                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
359                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
360                 t->rcu_blocked_node = NULL;
361                 trace_rcu_unlock_preempted_task("rcu_preempt",
362                                                 rnp->gpnum, t->pid);
363                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
364                         rnp->gp_tasks = np;
365                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
366                         rnp->exp_tasks = np;
367 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
368                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
369                         rnp->boost_tasks = np;
370                 /* Snapshot/clear ->rcu_boost_mutex with rcu_node lock held. */
371                 if (t->rcu_boost_mutex) {
372                         rbmp = t->rcu_boost_mutex;
373                         t->rcu_boost_mutex = NULL;
374                 }
375 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
376
377                 /*
378                  * If this was the last task on the current list, and if
379                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
380                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
381                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
382                  */
383                 empty_exp_now = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
384                 if (!empty && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
385                         trace_rcu_quiescent_state_report("preempt_rcu",
386                                                          rnp->gpnum,
387                                                          0, rnp->qsmask,
388                                                          rnp->level,
389                                                          rnp->grplo,
390                                                          rnp->grphi,
391                                                          !!rnp->gp_tasks);
392                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
393                 } else {
394                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
395                 }
396
397 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
398                 /* Unboost if we were boosted. */
399                 if (rbmp)
400                         rt_mutex_unlock(rbmp);
401 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
402
403                 /*
404                  * If this was the last task on the expedited lists,
405                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
406                  */
407                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
408                         rcu_report_exp_rnp(&rcu_preempt_state, rnp, true);
409         } else {
410                 local_irq_restore(flags);
411         }
412 }
413
414 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE
415
416 /*
417  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
418  * grace period on the specified rcu_node structure.
419  */
420 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
421 {
422         unsigned long flags;
423         struct task_struct *t;
424
425         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
426         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
427                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
428                 return;
429         }
430         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
431                        struct task_struct, rcu_node_entry);
432         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry)
433                 sched_show_task(t);
434         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
435 }
436
437 /*
438  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
439  * grace period.
440  */
441 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
442 {
443         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
444
445         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
446         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
447                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
448 }
449
450 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
451
452 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
453 {
454 }
455
456 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
457
458 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
459
460 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
461 {
462         printk(KERN_ERR "\tTasks blocked on level-%d rcu_node (CPUs %d-%d):",
463                rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi);
464 }
465
466 static void rcu_print_task_stall_end(void)
467 {
468         printk(KERN_CONT "\n");
469 }
470
471 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
472
473 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
474 {
475 }
476
477 static void rcu_print_task_stall_end(void)
478 {
479 }
480
481 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
482
483 /*
484  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
485  * sections, printing out the tid of each.
486  */
487 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
488 {
489         struct task_struct *t;
490         int ndetected = 0;
491
492         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
493                 return 0;
494         rcu_print_task_stall_begin(rnp);
495         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
496                        struct task_struct, rcu_node_entry);
497         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
498                 printk(KERN_CONT " P%d", t->pid);
499                 ndetected++;
500         }
501         rcu_print_task_stall_end();
502         return ndetected;
503 }
504
505 /*
506  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
507  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
508  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
509  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
510  * must be held by the caller.
511  *
512  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
513  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
514  */
515 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
516 {
517         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
518         if (!list_empty(&rnp->blkd_tasks))
519                 rnp->gp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
520         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
521 }
522
523 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
524
525 /*
526  * Handle tasklist migration for case in which all CPUs covered by the
527  * specified rcu_node have gone offline.  Move them up to the root
528  * rcu_node.  The reason for not just moving them to the immediate
529  * parent is to remove the need for rcu_read_unlock_special() to
530  * make more than two attempts to acquire the target rcu_node's lock.
531  * Returns true if there were tasks blocking the current RCU grace
532  * period.
533  *
534  * Returns 1 if there was previously a task blocking the current grace
535  * period on the specified rcu_node structure.
536  *
537  * The caller must hold rnp->lock with irqs disabled.
538  */
539 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
540                                      struct rcu_node *rnp,
541                                      struct rcu_data *rdp)
542 {
543         struct list_head *lp;
544         struct list_head *lp_root;
545         int retval = 0;
546         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
547         struct task_struct *t;
548
549         if (rnp == rnp_root) {
550                 WARN_ONCE(1, "Last CPU thought to be offlined?");
551                 return 0;  /* Shouldn't happen: at least one CPU online. */
552         }
553
554         /* If we are on an internal node, complain bitterly. */
555         WARN_ON_ONCE(rnp != rdp->mynode);
556
557         /*
558          * Move tasks up to root rcu_node.  Don't try to get fancy for
559          * this corner-case operation -- just put this node's tasks
560          * at the head of the root node's list, and update the root node's
561          * ->gp_tasks and ->exp_tasks pointers to those of this node's,
562          * if non-NULL.  This might result in waiting for more tasks than
563          * absolutely necessary, but this is a good performance/complexity
564          * tradeoff.
565          */
566         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->qsmask == 0)
567                 retval |= RCU_OFL_TASKS_NORM_GP;
568         if (rcu_preempted_readers_exp(rnp))
569                 retval |= RCU_OFL_TASKS_EXP_GP;
570         lp = &rnp->blkd_tasks;
571         lp_root = &rnp_root->blkd_tasks;
572         while (!list_empty(lp)) {
573                 t = list_entry(lp->next, typeof(*t), rcu_node_entry);
574                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
575                 list_del(&t->rcu_node_entry);
576                 t->rcu_blocked_node = rnp_root;
577                 list_add(&t->rcu_node_entry, lp_root);
578                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
579                         rnp_root->gp_tasks = rnp->gp_tasks;
580                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
581                         rnp_root->exp_tasks = rnp->exp_tasks;
582 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
583                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
584                         rnp_root->boost_tasks = rnp->boost_tasks;
585 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
586                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
587         }
588
589         rnp->gp_tasks = NULL;
590         rnp->exp_tasks = NULL;
591 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
592         rnp->boost_tasks = NULL;
593         /*
594          * In case root is being boosted and leaf was not.  Make sure
595          * that we boost the tasks blocking the current grace period
596          * in this case.
597          */
598         raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
599         if (rnp_root->boost_tasks != NULL &&
600             rnp_root->boost_tasks != rnp_root->gp_tasks &&
601             rnp_root->boost_tasks != rnp_root->exp_tasks)
602                 rnp_root->boost_tasks = rnp_root->gp_tasks;
603         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
604 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
605
606         return retval;
607 }
608
609 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
610
611 /*
612  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
613  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
614  * which is checked elsewhere.
615  *
616  * Caller must disable hard irqs.
617  */
618 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
619 {
620         struct task_struct *t = current;
621
622         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
623                 rcu_preempt_qs(cpu);
624                 return;
625         }
626         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
627             per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).qs_pending)
628                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
629 }
630
631 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
632
633 static void rcu_preempt_do_callbacks(void)
634 {
635         rcu_do_batch(&rcu_preempt_state, &__get_cpu_var(rcu_preempt_data));
636 }
637
638 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
639
640 /*
641  * Queue a preemptible-RCU callback for invocation after a grace period.
642  */
643 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
644 {
645         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, 0);
646 }
647 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
648
649 /*
650  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
651  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
652  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
653  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
654  * function may only be called from __kfree_rcu().
655  */
656 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
657                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
658 {
659         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, 1);
660 }
661 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
662
663 /**
664  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
665  *
666  * Control will return to the caller some time after a full grace
667  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
668  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
669  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
670  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
671  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
672  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
673  */
674 void synchronize_rcu(void)
675 {
676         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
677                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
678                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
679                            "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
680         if (!rcu_scheduler_active)
681                 return;
682         wait_rcu_gp(call_rcu);
683 }
684 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
685
686 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
687 static unsigned long sync_rcu_preempt_exp_count;
688 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
689
690 /*
691  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
692  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
693  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
694  * progress, returns zero unconditionally.
695  */
696 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp)
697 {
698         return rnp->exp_tasks != NULL;
699 }
700
701 /*
702  * return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
703  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
704  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
705  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
706  * RCU -- other RCU implementation use other means.
707  *
708  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
709  */
710 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
711 {
712         return !rcu_preempted_readers_exp(rnp) &&
713                ACCESS_ONCE(rnp->expmask) == 0;
714 }
715
716 /*
717  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
718  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
719  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
720  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
721  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
722  * iteratively!)
723  *
724  * Most callers will set the "wake" flag, but the task initiating the
725  * expedited grace period need not wake itself.
726  *
727  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
728  */
729 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
730                                bool wake)
731 {
732         unsigned long flags;
733         unsigned long mask;
734
735         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
736         for (;;) {
737                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
738                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
739                         break;
740                 }
741                 if (rnp->parent == NULL) {
742                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
743                         if (wake)
744                                 wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
745                         break;
746                 }
747                 mask = rnp->grpmask;
748                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
749                 rnp = rnp->parent;
750                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
751                 rnp->expmask &= ~mask;
752         }
753 }
754
755 /*
756  * Snapshot the tasks blocking the newly started preemptible-RCU expedited
757  * grace period for the specified rcu_node structure.  If there are no such
758  * tasks, report it up the rcu_node hierarchy.
759  *
760  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex and must exclude
761  * CPU hotplug operations.
762  */
763 static void
764 sync_rcu_preempt_exp_init(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
765 {
766         unsigned long flags;
767         int must_wait = 0;
768
769         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
770         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks)) {
771                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
772         } else {
773                 rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
774                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);  /* releases rnp->lock */
775                 must_wait = 1;
776         }
777         if (!must_wait)
778                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, false); /* Don't wake self. */
779 }
780
781 /**
782  * synchronize_rcu_expedited - Brute-force RCU grace period
783  *
784  * Wait for an RCU-preempt grace period, but expedite it.  The basic
785  * idea is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
786  * the ->blkd_tasks lists and wait for this list to drain.  This consumes
787  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
788  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.
789  * In fact, if you are using synchronize_rcu_expedited() in a loop,
790  * please restructure your code to batch your updates, and then Use a
791  * single synchronize_rcu() instead.
792  *
793  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
794  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
795  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
796  * these restriction will result in deadlock.
797  */
798 void synchronize_rcu_expedited(void)
799 {
800         unsigned long flags;
801         struct rcu_node *rnp;
802         struct rcu_state *rsp = &rcu_preempt_state;
803         unsigned long snap;
804         int trycount = 0;
805
806         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
807         snap = ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) + 1;
808         smp_mb(); /* Above access cannot bleed into critical section. */
809
810         /*
811          * Block CPU-hotplug operations.  This means that any CPU-hotplug
812          * operation that finds an rcu_node structure with tasks in the
813          * process of being boosted will know that all tasks blocking
814          * this expedited grace period will already be in the process of
815          * being boosted.  This simplifies the process of moving tasks
816          * from leaf to root rcu_node structures.
817          */
818         get_online_cpus();
819
820         /*
821          * Acquire lock, falling back to synchronize_rcu() if too many
822          * lock-acquisition failures.  Of course, if someone does the
823          * expedited grace period for us, just leave.
824          */
825         while (!mutex_trylock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex)) {
826                 if (ULONG_CMP_LT(snap,
827                     ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count))) {
828                         put_online_cpus();
829                         goto mb_ret; /* Others did our work for us. */
830                 }
831                 if (trycount++ < 10) {
832                         udelay(trycount * num_online_cpus());
833                 } else {
834                         put_online_cpus();
835                         synchronize_rcu();
836                         return;
837                 }
838         }
839         if (ULONG_CMP_LT(snap, ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count))) {
840                 put_online_cpus();
841                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
842         }
843
844         /* force all RCU readers onto ->blkd_tasks lists. */
845         synchronize_sched_expedited();
846
847         /* Initialize ->expmask for all non-leaf rcu_node structures. */
848         rcu_for_each_nonleaf_node_breadth_first(rsp, rnp) {
849                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
850                 rnp->expmask = rnp->qsmaskinit;
851                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
852         }
853
854         /* Snapshot current state of ->blkd_tasks lists. */
855         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
856                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rnp);
857         if (NUM_RCU_NODES > 1)
858                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rcu_get_root(rsp));
859
860         put_online_cpus();
861
862         /* Wait for snapshotted ->blkd_tasks lists to drain. */
863         rnp = rcu_get_root(rsp);
864         wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
865                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp));
866
867         /* Clean up and exit. */
868         smp_mb(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
869         ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count)++;
870 unlock_mb_ret:
871         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
872 mb_ret:
873         smp_mb(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
874 }
875 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
876
877 /**
878  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
879  */
880 void rcu_barrier(void)
881 {
882         _rcu_barrier(&rcu_preempt_state);
883 }
884 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
885
886 /*
887  * Initialize preemptible RCU's state structures.
888  */
889 static void __init __rcu_init_preempt(void)
890 {
891         rcu_init_one(&rcu_preempt_state, &rcu_preempt_data);
892 }
893
894 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
895
896 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_sched_state;
897
898 /*
899  * Tell them what RCU they are running.
900  */
901 static void __init rcu_bootup_announce(void)
902 {
903         printk(KERN_INFO "Hierarchical RCU implementation.\n");
904         rcu_bootup_announce_oddness();
905 }
906
907 /*
908  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
909  */
910 long rcu_batches_completed(void)
911 {
912         return rcu_batches_completed_sched();
913 }
914 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
915
916 /*
917  * Force a quiescent state for RCU, which, because there is no preemptible
918  * RCU, becomes the same as rcu-sched.
919  */
920 void rcu_force_quiescent_state(void)
921 {
922         rcu_sched_force_quiescent_state();
923 }
924 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
925
926 /*
927  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
928  * CPUs being in quiescent states.
929  */
930 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
931 {
932 }
933
934 /*
935  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
936  * RCU readers.
937  */
938 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
939 {
940         return 0;
941 }
942
943 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
944
945 /* Because preemptible RCU does not exist, no quieting of tasks. */
946 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
947 {
948         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
949 }
950
951 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
952
953 /*
954  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
955  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
956  */
957 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
958 {
959 }
960
961 /*
962  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
963  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
964  */
965 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
966 {
967         return 0;
968 }
969
970 /*
971  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
972  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
973  * bogus qsmask values.
974  */
975 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
976 {
977         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
978 }
979
980 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
981
982 /*
983  * Because preemptible RCU does not exist, it never needs to migrate
984  * tasks that were blocked within RCU read-side critical sections, and
985  * such non-existent tasks cannot possibly have been blocking the current
986  * grace period.
987  */
988 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
989                                      struct rcu_node *rnp,
990                                      struct rcu_data *rdp)
991 {
992         return 0;
993 }
994
995 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
996
997 /*
998  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
999  * to check.
1000  */
1001 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
1002 {
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
1007  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
1008  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
1009  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
1010  * function may only be called from __kfree_rcu().
1011  *
1012  * Because there is no preemptible RCU, we use RCU-sched instead.
1013  */
1014 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
1015                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1016 {
1017         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 1);
1018 }
1019 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
1020
1021 /*
1022  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
1023  * But because preemptible RCU does not exist, map to rcu-sched.
1024  */
1025 void synchronize_rcu_expedited(void)
1026 {
1027         synchronize_sched_expedited();
1028 }
1029 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
1030
1031 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1032
1033 /*
1034  * Because preemptible RCU does not exist, there is never any need to
1035  * report on tasks preempted in RCU read-side critical sections during
1036  * expedited RCU grace periods.
1037  */
1038 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1039                                bool wake)
1040 {
1041 }
1042
1043 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1044
1045 /*
1046  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
1047  * another name for rcu_barrier_sched().
1048  */
1049 void rcu_barrier(void)
1050 {
1051         rcu_barrier_sched();
1052 }
1053 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
1054
1055 /*
1056  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
1057  */
1058 static void __init __rcu_init_preempt(void)
1059 {
1060 }
1061
1062 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1063
1064 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
1065
1066 #include "rtmutex_common.h"
1067
1068 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
1069
1070 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1071 {
1072         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks))
1073                 rnp->n_balk_blkd_tasks++;
1074         else if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->gp_tasks == NULL)
1075                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1076         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->boost_tasks != NULL)
1077                 rnp->n_balk_boost_tasks++;
1078         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->qsmask != 0)
1079                 rnp->n_balk_notblocked++;
1080         else if (rnp->gp_tasks != NULL &&
1081                  ULONG_CMP_LT(jiffies, rnp->boost_time))
1082                 rnp->n_balk_notyet++;
1083         else
1084                 rnp->n_balk_nos++;
1085 }
1086
1087 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1088
1089 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1090 {
1091 }
1092
1093 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1094
1095 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
1096 {
1097         /*
1098          * If the thread is yielding, only wake it when this
1099          * is invoked from idle
1100          */
1101         if (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current))
1102                 wake_up_process(t);
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
1107  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
1108  * ->blkd_tasks list.
1109  *
1110  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
1111  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
1112  */
1113 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
1114 {
1115         unsigned long flags;
1116         struct rt_mutex mtx;
1117         struct task_struct *t;
1118         struct list_head *tb;
1119
1120         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL)
1121                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
1122
1123         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1124
1125         /*
1126          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
1127          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
1128          */
1129         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
1130                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1131                 return 0;
1132         }
1133
1134         /*
1135          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
1136          * This cannot starve the normal grace periods because a second
1137          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
1138          * those blocking the pre-existing normal grace period.
1139          */
1140         if (rnp->exp_tasks != NULL) {
1141                 tb = rnp->exp_tasks;
1142                 rnp->n_exp_boosts++;
1143         } else {
1144                 tb = rnp->boost_tasks;
1145                 rnp->n_normal_boosts++;
1146         }
1147         rnp->n_tasks_boosted++;
1148
1149         /*
1150          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
1151          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
1152          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
1153          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
1154          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
1155          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
1156          *
1157          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
1158          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
1159          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
1160          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
1161          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
1162          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
1163          * section.
1164          */
1165         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
1166         rt_mutex_init_proxy_locked(&mtx, t);
1167         t->rcu_boost_mutex = &mtx;
1168         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1169         rt_mutex_lock(&mtx);  /* Side effect: boosts task t's priority. */
1170         rt_mutex_unlock(&mtx);  /* Keep lockdep happy. */
1171
1172         return ACCESS_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
1173                ACCESS_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
1174 }
1175
1176 /*
1177  * Priority-boosting kthread.  One per leaf rcu_node and one for the
1178  * root rcu_node.
1179  */
1180 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1181 {
1182         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1183         int spincnt = 0;
1184         int more2boost;
1185
1186         trace_rcu_utilization("Start boost kthread@init");
1187         for (;;) {
1188                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1189                 trace_rcu_utilization("End boost kthread@rcu_wait");
1190                 rcu_wait(rnp->boost_tasks || rnp->exp_tasks);
1191                 trace_rcu_utilization("Start boost kthread@rcu_wait");
1192                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1193                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1194                 if (more2boost)
1195                         spincnt++;
1196                 else
1197                         spincnt = 0;
1198                 if (spincnt > 10) {
1199                         rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1200                         trace_rcu_utilization("End boost kthread@rcu_yield");
1201                         schedule_timeout_interruptible(2);
1202                         trace_rcu_utilization("Start boost kthread@rcu_yield");
1203                         spincnt = 0;
1204                 }
1205         }
1206         /* NOTREACHED */
1207         trace_rcu_utilization("End boost kthread@notreached");
1208         return 0;
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1213  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1214  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1215  * period in progress, it is always time to boost.
1216  *
1217  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases.
1218  * The ->boost_kthread_task is immortal, so we don't need to worry
1219  * about it going away.
1220  */
1221 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1222 {
1223         struct task_struct *t;
1224
1225         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1226                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1227                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1228                 return;
1229         }
1230         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1231             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1232              rnp->boost_tasks == NULL &&
1233              rnp->qsmask == 0 &&
1234              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
1235                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1236                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
1237                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1238                 t = rnp->boost_kthread_task;
1239                 if (t)
1240                         rcu_wake_cond(t, rnp->boost_kthread_status);
1241         } else {
1242                 rcu_initiate_boost_trace(rnp);
1243                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1244         }
1245 }
1246
1247 /*
1248  * Wake up the per-CPU kthread to invoke RCU callbacks.
1249  */
1250 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1251 {
1252         unsigned long flags;
1253
1254         local_irq_save(flags);
1255         __this_cpu_write(rcu_cpu_has_work, 1);
1256         if (__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) != NULL &&
1257             current != __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task)) {
1258                 rcu_wake_cond(__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task),
1259                               __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_status));
1260         }
1261         local_irq_restore(flags);
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1266  * Caller must have preemption disabled.
1267  */
1268 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1269 {
1270         return __get_cpu_var(rcu_cpu_kthread_task) == current;
1271 }
1272
1273 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1274
1275 /*
1276  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1277  */
1278 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1279 {
1280         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1281 }
1282
1283 /*
1284  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1285  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1286  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1287  */
1288 static int __cpuinit rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1289                                                  struct rcu_node *rnp)
1290 {
1291         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1292         unsigned long flags;
1293         struct sched_param sp;
1294         struct task_struct *t;
1295
1296         if (&rcu_preempt_state != rsp)
1297                 return 0;
1298
1299         if (!rcu_scheduler_fully_active || rnp->qsmaskinit == 0)
1300                 return 0;
1301
1302         rsp->boost = 1;
1303         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1304                 return 0;
1305         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1306                            "rcub/%d", rnp_index);
1307         if (IS_ERR(t))
1308                 return PTR_ERR(t);
1309         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1310         rnp->boost_kthread_task = t;
1311         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1312         sp.sched_priority = RCU_BOOST_PRIO;
1313         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1314         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1315         return 0;
1316 }
1317
1318 static void rcu_kthread_do_work(void)
1319 {
1320         rcu_do_batch(&rcu_sched_state, &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1321         rcu_do_batch(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1322         rcu_preempt_do_callbacks();
1323 }
1324
1325 static void rcu_cpu_kthread_setup(unsigned int cpu)
1326 {
1327         struct sched_param sp;
1328
1329         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1330         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1331 }
1332
1333 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
1334 {
1335         per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
1336 }
1337
1338 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
1339 {
1340         return __get_cpu_var(rcu_cpu_has_work);
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1345  * RCU softirq used in flavors and configurations of RCU that do not
1346  * support RCU priority boosting.
1347  */
1348 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
1349 {
1350         unsigned int *statusp = &__get_cpu_var(rcu_cpu_kthread_status);
1351         char work, *workp = &__get_cpu_var(rcu_cpu_has_work);
1352         int spincnt;
1353
1354         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
1355                 trace_rcu_utilization("Start CPU kthread@rcu_wait");
1356                 local_bh_disable();
1357                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1358                 this_cpu_inc(rcu_cpu_kthread_loops);
1359                 local_irq_disable();
1360                 work = *workp;
1361                 *workp = 0;
1362                 local_irq_enable();
1363                 if (work)
1364                         rcu_kthread_do_work();
1365                 local_bh_enable();
1366                 if (*workp == 0) {
1367                         trace_rcu_utilization("End CPU kthread@rcu_wait");
1368                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1369                         return;
1370                 }
1371         }
1372         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1373         trace_rcu_utilization("Start CPU kthread@rcu_yield");
1374         schedule_timeout_interruptible(2);
1375         trace_rcu_utilization("End CPU kthread@rcu_yield");
1376         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1377 }
1378
1379 /*
1380  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1381  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1382  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1383  *
1384  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1385  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1386  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1387  */
1388 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1389 {
1390         struct task_struct *t = rnp->boost_kthread_task;
1391         unsigned long mask = rnp->qsmaskinit;
1392         cpumask_var_t cm;
1393         int cpu;
1394
1395         if (!t)
1396                 return;
1397         if (!zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1398                 return;
1399         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1)
1400                 if ((mask & 0x1) && cpu != outgoingcpu)
1401                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1402         if (cpumask_weight(cm) == 0) {
1403                 cpumask_setall(cm);
1404                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++)
1405                         cpumask_clear_cpu(cpu, cm);
1406                 WARN_ON_ONCE(cpumask_weight(cm) == 0);
1407         }
1408         set_cpus_allowed_ptr(t, cm);
1409         free_cpumask_var(cm);
1410 }
1411
1412 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
1413         .store                  = &rcu_cpu_kthread_task,
1414         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
1415         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
1416         .thread_comm            = "rcuc/%u",
1417         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
1418         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
1419 };
1420
1421 /*
1422  * Spawn all kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1423  */
1424 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
1425 {
1426         struct rcu_node *rnp;
1427         int cpu;
1428
1429         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1430         for_each_possible_cpu(cpu)
1431                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1432         BUG_ON(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec));
1433         rnp = rcu_get_root(rcu_state);
1434         (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state, rnp);
1435         if (NUM_RCU_NODES > 1) {
1436                 rcu_for_each_leaf_node(rcu_state, rnp)
1437                         (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state, rnp);
1438         }
1439         return 0;
1440 }
1441 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);
1442
1443 static void __cpuinit rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1444 {
1445         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
1446         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1447
1448         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
1449         if (rcu_scheduler_fully_active)
1450                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state, rnp);
1451 }
1452
1453 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1454
1455 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1456 {
1457         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1458 }
1459
1460 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1461 {
1462         WARN_ON_ONCE(1);
1463 }
1464
1465 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1466 {
1467         return false;
1468 }
1469
1470 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1471 {
1472 }
1473
1474 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1475 {
1476 }
1477
1478 static int __init rcu_scheduler_really_started(void)
1479 {
1480         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1481         return 0;
1482 }
1483 early_initcall(rcu_scheduler_really_started);
1484
1485 static void __cpuinit rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1486 {
1487 }
1488
1489 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1490
1491 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1492
1493 /*
1494  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1495  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1496  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1497  * an exported member of the RCU API.
1498  *
1499  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether this CPU needs
1500  * any flavor of RCU.
1501  */
1502 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *delta_jiffies)
1503 {
1504         *delta_jiffies = ULONG_MAX;
1505         return rcu_cpu_has_callbacks(cpu);
1506 }
1507
1508 /*
1509  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother initializing for it.
1510  */
1511 static void rcu_prepare_for_idle_init(int cpu)
1512 {
1513 }
1514
1515 /*
1516  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1517  * after it.
1518  */
1519 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
1520 {
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1525  * is nothing.
1526  */
1527 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
1528 {
1529 }
1530
1531 /*
1532  * Don't bother keeping a running count of the number of RCU callbacks
1533  * posted because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n.
1534  */
1535 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1536 {
1537 }
1538
1539 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1540
1541 /*
1542  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1543  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1544  * the energy-efficient dyntick-idle mode.  This is handled by a
1545  * state machine implemented by rcu_prepare_for_idle() below.
1546  *
1547  * The following three proprocessor symbols control this state machine:
1548  *
1549  * RCU_IDLE_FLUSHES gives the maximum number of times that we will attempt
1550  *      to satisfy RCU.  Beyond this point, it is better to incur a periodic
1551  *      scheduling-clock interrupt than to loop through the state machine
1552  *      at full power.
1553  * RCU_IDLE_OPT_FLUSHES gives the number of RCU_IDLE_FLUSHES that are
1554  *      optional if RCU does not need anything immediately from this
1555  *      CPU, even if this CPU still has RCU callbacks queued.  The first
1556  *      times through the state machine are mandatory: we need to give
1557  *      the state machine a chance to communicate a quiescent state
1558  *      to the RCU core.
1559  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1560  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1561  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1562  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1563  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1564  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1565  *      just power the system down and be done with it!
1566  * RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is
1567  *      permitted to sleep in dyntick-idle mode with only lazy RCU
1568  *      callbacks pending.  Setting this too high can OOM your system.
1569  *
1570  * The values below work well in practice.  If future workloads require
1571  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1572  * making the state machine smarter might be a better option.
1573  */
1574 #define RCU_IDLE_FLUSHES 5              /* Number of dyntick-idle tries. */
1575 #define RCU_IDLE_OPT_FLUSHES 3          /* Optional dyntick-idle tries. */
1576 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 4             /* Roughly one grace period. */
1577 #define RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY (6 * HZ) /* Roughly six seconds. */
1578
1579 extern int tick_nohz_enabled;
1580
1581 /*
1582  * Does the specified flavor of RCU have non-lazy callbacks pending on
1583  * the specified CPU?  Both RCU flavor and CPU are specified by the
1584  * rcu_data structure.
1585  */
1586 static bool __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(struct rcu_data *rdp)
1587 {
1588         return rdp->qlen != rdp->qlen_lazy;
1589 }
1590
1591 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
1592
1593 /*
1594  * Are there non-lazy RCU-preempt callbacks?  (There cannot be if there
1595  * is no RCU-preempt in the kernel.)
1596  */
1597 static bool rcu_preempt_cpu_has_nonlazy_callbacks(int cpu)
1598 {
1599         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
1600
1601         return __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(rdp);
1602 }
1603
1604 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1605
1606 static bool rcu_preempt_cpu_has_nonlazy_callbacks(int cpu)
1607 {
1608         return 0;
1609 }
1610
1611 #endif /* else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1612
1613 /*
1614  * Does any flavor of RCU have non-lazy callbacks on the specified CPU?
1615  */
1616 static bool rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(int cpu)
1617 {
1618         return __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(&per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1619                __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(&per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1620                rcu_preempt_cpu_has_nonlazy_callbacks(cpu);
1621 }
1622
1623 /*
1624  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode if either: (1) There are no
1625  * callbacks on this CPU, (2) this CPU has not yet attempted to enter
1626  * dyntick-idle mode, or (3) this CPU is in the process of attempting to
1627  * enter dyntick-idle mode.  Otherwise, if we have recently tried and failed
1628  * to enter dyntick-idle mode, we refuse to try to enter it.  After all,
1629  * it is better to incur scheduling-clock interrupts than to spin
1630  * continuously for the same time duration!
1631  *
1632  * The delta_jiffies argument is used to store the time when RCU is
1633  * going to need the CPU again if it still has callbacks.  The reason
1634  * for this is that rcu_prepare_for_idle() might need to post a timer,
1635  * but if so, it will do so after tick_nohz_stop_sched_tick() has set
1636  * the wakeup time for this CPU.  This means that RCU's timer can be
1637  * delayed until the wakeup time, which defeats the purpose of posting
1638  * a timer.
1639  */
1640 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *delta_jiffies)
1641 {
1642         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1643
1644         /* Flag a new idle sojourn to the idle-entry state machine. */
1645         rdtp->idle_first_pass = 1;
1646         /* If no callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
1647         if (!rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
1648                 *delta_jiffies = ULONG_MAX;
1649                 return 0;
1650         }
1651         if (rdtp->dyntick_holdoff == jiffies) {
1652                 /* RCU recently tried and failed, so don't try again. */
1653                 *delta_jiffies = 1;
1654                 return 1;
1655         }
1656         /* Set up for the possibility that RCU will post a timer. */
1657         if (rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(cpu)) {
1658                 *delta_jiffies = round_up(RCU_IDLE_GP_DELAY + jiffies,
1659                                           RCU_IDLE_GP_DELAY) - jiffies;
1660         } else {
1661                 *delta_jiffies = jiffies + RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
1662                 *delta_jiffies = round_jiffies(*delta_jiffies) - jiffies;
1663         }
1664         return 0;
1665 }
1666
1667 /*
1668  * Handler for smp_call_function_single().  The only point of this
1669  * handler is to wake the CPU up, so the handler does only tracing.
1670  */
1671 void rcu_idle_demigrate(void *unused)
1672 {
1673         trace_rcu_prep_idle("Demigrate");
1674 }
1675
1676 /*
1677  * Timer handler used to force CPU to start pushing its remaining RCU
1678  * callbacks in the case where it entered dyntick-idle mode with callbacks
1679  * pending.  The hander doesn't really need to do anything because the
1680  * real work is done upon re-entry to idle, or by the next scheduling-clock
1681  * interrupt should idle not be re-entered.
1682  *
1683  * One special case: the timer gets migrated without awakening the CPU
1684  * on which the timer was scheduled on.  In this case, we must wake up
1685  * that CPU.  We do so with smp_call_function_single().
1686  */
1687 static void rcu_idle_gp_timer_func(unsigned long cpu_in)
1688 {
1689         int cpu = (int)cpu_in;
1690
1691         trace_rcu_prep_idle("Timer");
1692         if (cpu != smp_processor_id())
1693                 smp_call_function_single(cpu, rcu_idle_demigrate, NULL, 0);
1694         else
1695                 WARN_ON_ONCE(1); /* Getting here can hang the system... */
1696 }
1697
1698 /*
1699  * Initialize the timer used to pull CPUs out of dyntick-idle mode.
1700  */
1701 static void rcu_prepare_for_idle_init(int cpu)
1702 {
1703         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1704
1705         rdtp->dyntick_holdoff = jiffies - 1;
1706         setup_timer(&rdtp->idle_gp_timer, rcu_idle_gp_timer_func, cpu);
1707         rdtp->idle_gp_timer_expires = jiffies - 1;
1708         rdtp->idle_first_pass = 1;
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Clean up for exit from idle.  Because we are exiting from idle, there
1713  * is no longer any point to ->idle_gp_timer, so cancel it.  This will
1714  * do nothing if this timer is not active, so just cancel it unconditionally.
1715  */
1716 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
1717 {
1718         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1719
1720         del_timer(&rdtp->idle_gp_timer);
1721         trace_rcu_prep_idle("Cleanup after idle");
1722         rdtp->tick_nohz_enabled_snap = ACCESS_ONCE(tick_nohz_enabled);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Check to see if any RCU-related work can be done by the current CPU,
1727  * and if so, schedule a softirq to get it done.  This function is part
1728  * of the RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1729  *
1730  * The idea is for the current CPU to clear out all work required by the
1731  * RCU core for the current grace period, so that this CPU can be permitted
1732  * to enter dyntick-idle mode.  In some cases, it will need to be awakened
1733  * at the end of the grace period by whatever CPU ends the grace period.
1734  * This allows CPUs to go dyntick-idle more quickly, and to reduce the
1735  * number of wakeups by a modest integer factor.
1736  *
1737  * Because it is not legal to invoke rcu_process_callbacks() with irqs
1738  * disabled, we do one pass of force_quiescent_state(), then do a
1739  * invoke_rcu_core() to cause rcu_process_callbacks() to be invoked
1740  * later.  The ->dyntick_drain field controls the sequencing.
1741  *
1742  * The caller must have disabled interrupts.
1743  */
1744 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
1745 {
1746         struct timer_list *tp;
1747         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1748         int tne;
1749
1750         /* Handle nohz enablement switches conservatively. */
1751         tne = ACCESS_ONCE(tick_nohz_enabled);
1752         if (tne != rdtp->tick_nohz_enabled_snap) {
1753                 if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu))
1754                         invoke_rcu_core(); /* force nohz to see update. */
1755                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap = tne;
1756                 return;
1757         }
1758         if (!tne)
1759                 return;
1760
1761         /* Adaptive-tick mode, where usermode execution is idle to RCU. */
1762         if (!is_idle_task(current)) {
1763                 rdtp->dyntick_holdoff = jiffies - 1;
1764                 if (rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(cpu)) {
1765                         trace_rcu_prep_idle("User dyntick with callbacks");
1766                         rdtp->idle_gp_timer_expires =
1767                                 round_up(jiffies + RCU_IDLE_GP_DELAY,
1768                                          RCU_IDLE_GP_DELAY);
1769                 } else if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
1770                         rdtp->idle_gp_timer_expires =
1771                                 round_jiffies(jiffies + RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY);
1772                         trace_rcu_prep_idle("User dyntick with lazy callbacks");
1773                 } else {
1774                         return;
1775                 }
1776                 tp = &rdtp->idle_gp_timer;
1777                 mod_timer_pinned(tp, rdtp->idle_gp_timer_expires);
1778                 return;
1779         }
1780
1781         /*
1782          * If this is an idle re-entry, for example, due to use of
1783          * RCU_NONIDLE() or the new idle-loop tracing API within the idle
1784          * loop, then don't take any state-machine actions, unless the
1785          * momentary exit from idle queued additional non-lazy callbacks.
1786          * Instead, repost the ->idle_gp_timer if this CPU has callbacks
1787          * pending.
1788          */
1789         if (!rdtp->idle_first_pass &&
1790             (rdtp->nonlazy_posted == rdtp->nonlazy_posted_snap)) {
1791                 if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
1792                         tp = &rdtp->idle_gp_timer;
1793                         mod_timer_pinned(tp, rdtp->idle_gp_timer_expires);
1794                 }
1795                 return;
1796         }
1797         rdtp->idle_first_pass = 0;
1798         rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted - 1;
1799
1800         /*
1801          * If there are no callbacks on this CPU, enter dyntick-idle mode.
1802          * Also reset state to avoid prejudicing later attempts.
1803          */
1804         if (!rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
1805                 rdtp->dyntick_holdoff = jiffies - 1;
1806                 rdtp->dyntick_drain = 0;
1807                 trace_rcu_prep_idle("No callbacks");
1808                 return;
1809         }
1810
1811         /*
1812          * If in holdoff mode, just return.  We will presumably have
1813          * refrained from disabling the scheduling-clock tick.
1814          */
1815         if (rdtp->dyntick_holdoff == jiffies) {
1816                 trace_rcu_prep_idle("In holdoff");
1817                 return;
1818         }
1819
1820         /* Check and update the ->dyntick_drain sequencing. */
1821         if (rdtp->dyntick_drain <= 0) {
1822                 /* First time through, initialize the counter. */
1823                 rdtp->dyntick_drain = RCU_IDLE_FLUSHES;
1824         } else if (rdtp->dyntick_drain <= RCU_IDLE_OPT_FLUSHES &&
1825                    !rcu_pending(cpu) &&
1826                    !local_softirq_pending()) {
1827                 /* Can we go dyntick-idle despite still having callbacks? */
1828                 rdtp->dyntick_drain = 0;
1829                 rdtp->dyntick_holdoff = jiffies;
1830                 if (rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(cpu)) {
1831                         trace_rcu_prep_idle("Dyntick with callbacks");
1832                         rdtp->idle_gp_timer_expires =
1833                                 round_up(jiffies + RCU_IDLE_GP_DELAY,
1834                                          RCU_IDLE_GP_DELAY);
1835                 } else {
1836                         rdtp->idle_gp_timer_expires =
1837                                 round_jiffies(jiffies + RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY);
1838                         trace_rcu_prep_idle("Dyntick with lazy callbacks");
1839                 }
1840                 tp = &rdtp->idle_gp_timer;
1841                 mod_timer_pinned(tp, rdtp->idle_gp_timer_expires);
1842                 rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1843                 return; /* Nothing more to do immediately. */
1844         } else if (--(rdtp->dyntick_drain) <= 0) {
1845                 /* We have hit the limit, so time to give up. */
1846                 rdtp->dyntick_holdoff = jiffies;
1847                 trace_rcu_prep_idle("Begin holdoff");
1848                 invoke_rcu_core();  /* Force the CPU out of dyntick-idle. */
1849                 return;
1850         }
1851
1852         /*
1853          * Do one step of pushing the remaining RCU callbacks through
1854          * the RCU core state machine.
1855          */
1856 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
1857         if (per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).nxtlist) {
1858                 rcu_preempt_qs(cpu);
1859                 force_quiescent_state(&rcu_preempt_state);
1860         }
1861 #endif /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1862         if (per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist) {
1863                 rcu_sched_qs(cpu);
1864                 force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
1865         }
1866         if (per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist) {
1867                 rcu_bh_qs(cpu);
1868                 force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
1869         }
1870
1871         /*
1872          * If RCU callbacks are still pending, RCU still needs this CPU.
1873          * So try forcing the callbacks through the grace period.
1874          */
1875         if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
1876                 trace_rcu_prep_idle("More callbacks");
1877                 invoke_rcu_core();
1878         } else {
1879                 trace_rcu_prep_idle("Callbacks drained");
1880         }
1881 }
1882
1883 /*
1884  * Keep a running count of the number of non-lazy callbacks posted
1885  * on this CPU.  This running counter (which is never decremented) allows
1886  * rcu_prepare_for_idle() to detect when something out of the idle loop
1887  * posts a callback, even if an equal number of callbacks are invoked.
1888  * Of course, callbacks should only be posted from within a trace event
1889  * designed to be called from idle or from within RCU_NONIDLE().
1890  */
1891 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1892 {
1893         __this_cpu_add(rcu_dynticks.nonlazy_posted, 1);
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Data for flushing lazy RCU callbacks at OOM time.
1898  */
1899 static atomic_t oom_callback_count;
1900 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_callback_wq);
1901
1902 /*
1903  * RCU OOM callback -- decrement the outstanding count and deliver the
1904  * wake-up if we are the last one.
1905  */
1906 static void rcu_oom_callback(struct rcu_head *rhp)
1907 {
1908         if (atomic_dec_and_test(&oom_callback_count))
1909                 wake_up(&oom_callback_wq);
1910 }
1911
1912 /*
1913  * Post an rcu_oom_notify callback on the current CPU if it has at
1914  * least one lazy callback.  This will unnecessarily post callbacks
1915  * to CPUs that already have a non-lazy callback at the end of their
1916  * callback list, but this is an infrequent operation, so accept some
1917  * extra overhead to keep things simple.
1918  */
1919 static void rcu_oom_notify_cpu(void *unused)
1920 {
1921         struct rcu_state *rsp;
1922         struct rcu_data *rdp;
1923
1924         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1925                 rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1926                 if (rdp->qlen_lazy != 0) {
1927                         atomic_inc(&oom_callback_count);
1928                         rsp->call(&rdp->oom_head, rcu_oom_callback);
1929                 }
1930         }
1931 }
1932
1933 /*
1934  * If low on memory, ensure that each CPU has a non-lazy callback.
1935  * This will wake up CPUs that have only lazy callbacks, in turn
1936  * ensuring that they free up the corresponding memory in a timely manner.
1937  * Because an uncertain amount of memory will be freed in some uncertain
1938  * timeframe, we do not claim to have freed anything.
1939  */
1940 static int rcu_oom_notify(struct notifier_block *self,
1941                           unsigned long notused, void *nfreed)
1942 {
1943         int cpu;
1944
1945         /* Wait for callbacks from earlier instance to complete. */
1946         wait_event(oom_callback_wq, atomic_read(&oom_callback_count) == 0);
1947
1948         /*
1949          * Prevent premature wakeup: ensure that all increments happen
1950          * before there is a chance of the counter reaching zero.
1951          */
1952         atomic_set(&oom_callback_count, 1);
1953
1954         get_online_cpus();
1955         for_each_online_cpu(cpu) {
1956                 smp_call_function_single(cpu, rcu_oom_notify_cpu, NULL, 1);
1957                 cond_resched();
1958         }
1959         put_online_cpus();
1960
1961         /* Unconditionally decrement: no need to wake ourselves up. */
1962         atomic_dec(&oom_callback_count);
1963
1964         return NOTIFY_OK;
1965 }
1966
1967 static struct notifier_block rcu_oom_nb = {
1968         .notifier_call = rcu_oom_notify
1969 };
1970
1971 static int __init rcu_register_oom_notifier(void)
1972 {
1973         register_oom_notifier(&rcu_oom_nb);
1974         return 0;
1975 }
1976 early_initcall(rcu_register_oom_notifier);
1977
1978 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1979
1980 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
1981
1982 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
1983
1984 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1985 {
1986         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1987         struct timer_list *tltp = &rdtp->idle_gp_timer;
1988         char c;
1989
1990         c = rdtp->dyntick_holdoff == jiffies ? 'H' : '.';
1991         if (timer_pending(tltp))
1992                 sprintf(cp, "drain=%d %c timer=%lu",
1993                         rdtp->dyntick_drain, c, tltp->expires - jiffies);
1994         else
1995                 sprintf(cp, "drain=%d %c timer not pending",
1996                         rdtp->dyntick_drain, c);
1997 }
1998
1999 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
2000
2001 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
2002 {
2003         *cp = '\0';
2004 }
2005
2006 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
2007
2008 /* Initiate the stall-info list. */
2009 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
2010 {
2011         printk(KERN_CONT "\n");
2012 }
2013
2014 /*
2015  * Print out diagnostic information for the specified stalled CPU.
2016  *
2017  * If the specified CPU is aware of the current RCU grace period
2018  * (flavor specified by rsp), then print the number of scheduling
2019  * clock interrupts the CPU has taken during the time that it has
2020  * been aware.  Otherwise, print the number of RCU grace periods
2021  * that this CPU is ignorant of, for example, "1" if the CPU was
2022  * aware of the previous grace period.
2023  *
2024  * Also print out idle and (if CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) idle-entry info.
2025  */
2026 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2027 {
2028         char fast_no_hz[72];
2029         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2030         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
2031         char *ticks_title;
2032         unsigned long ticks_value;
2033
2034         if (rsp->gpnum == rdp->gpnum) {
2035                 ticks_title = "ticks this GP";
2036                 ticks_value = rdp->ticks_this_gp;
2037         } else {
2038                 ticks_title = "GPs behind";
2039                 ticks_value = rsp->gpnum - rdp->gpnum;
2040         }
2041         print_cpu_stall_fast_no_hz(fast_no_hz, cpu);
2042         printk(KERN_ERR "\t%d: (%lu %s) idle=%03x/%llx/%d %s\n",
2043                cpu, ticks_value, ticks_title,
2044                atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0xfff,
2045                rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting,
2046                fast_no_hz);
2047 }
2048
2049 /* Terminate the stall-info list. */
2050 static void print_cpu_stall_info_end(void)
2051 {
2052         printk(KERN_ERR "\t");
2053 }
2054
2055 /* Zero ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
2056 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
2057 {
2058         rdp->ticks_this_gp = 0;
2059 }
2060
2061 /* Increment ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
2062 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
2063 {
2064         struct rcu_state *rsp;
2065
2066         for_each_rcu_flavor(rsp)
2067                 __this_cpu_ptr(rsp->rda)->ticks_this_gp++;
2068 }
2069
2070 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
2071
2072 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
2073 {
2074         printk(KERN_CONT " {");
2075 }
2076
2077 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2078 {
2079         printk(KERN_CONT " %d", cpu);
2080 }
2081
2082 static void print_cpu_stall_info_end(void)
2083 {
2084         printk(KERN_CONT "} ");
2085 }
2086
2087 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
2088 {
2089 }
2090
2091 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
2092 {
2093 }
2094
2095 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */