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