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 preemptable 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
  29 /*
  30  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
  31  * messages about anything out of the ordinary.  If you like #ifdef, you
  32  * will love this function.
  33  */
  34 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
  35 {
  36 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
  37         printk(KERN_INFO "\tRCU debugfs-based tracing is enabled.\n");
  38 #endif
  39 #if (defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 64) || (!defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 32)
  40         printk(KERN_INFO "\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d\n",
  41                CONFIG_RCU_FANOUT);
  42 #endif
  43 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
  44         printk(KERN_INFO "\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
  45 #endif
  46 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
  47         printk(KERN_INFO
  48                "\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
  49 #endif
  50 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
  51         printk(KERN_INFO "\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
  52 #endif
  53 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE
  54         printk(KERN_INFO "\tRCU torture testing starts during boot.\n");
  55 #endif
  56 #ifndef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
  57         printk(KERN_INFO
  58                "\tRCU-based detection of stalled CPUs is disabled.\n");
  59 #endif
  60 #if defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU) && !defined(CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE)
  61         printk(KERN_INFO "\tVerbose stalled-CPUs detection is disabled.\n");
  62 #endif
  63 #if NUM_RCU_LVL_4 != 0
  64         printk(KERN_INFO "\tExperimental four-level hierarchy is enabled.\n");
  65 #endif
  66 }
  67
  68 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
  69
  70 struct rcu_state rcu_preempt_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt_state);
  71 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_preempt_data);
  72
  73 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp);
  74
  75 /*
  76  * Tell them what RCU they are running.
  77  */
  78 static void __init rcu_bootup_announce(void)
  79 {
  80         printk(KERN_INFO "Preemptable hierarchical RCU implementation.\n");
  81         rcu_bootup_announce_oddness();
  82 }
  83
  84 /*
  85  * Return the number of RCU-preempt batches processed thus far
  86  * for debug and statistics.
  87  */
  88 long rcu_batches_completed_preempt(void)
  89 {
  90         return rcu_preempt_state.completed;
  91 }
  92 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_preempt);
  93
  94 /*
  95  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
  96  */
  97 long rcu_batches_completed(void)
  98 {
  99         return rcu_batches_completed_preempt();
 100 }
 101 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
 102
 103 /*
 104  * Force a quiescent state for preemptible RCU.
 105  */
 106 void rcu_force_quiescent_state(void)
 107 {
 108         force_quiescent_state(&rcu_preempt_state, 0);
 109 }
 110 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
 111
 112 /*
 113  * Record a preemptable-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
 114  * that this just means that the task currently running on the CPU is
 115  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
 116  * while in an RCU read-side critical section.
 117  *
 118  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
 119  * must disable irqs in order to protect the assignment to
 120  * ->rcu_read_unlock_special.
 121  */
 122 static void rcu_preempt_qs(int cpu)
 123 {
 124         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
 125
 126         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
 127         barrier();
 128         rdp->passed_quiesc = 1;
 129         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
 130 }
 131
 132 /*
 133  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
 134  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
 135  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
 136  * record that fact, so we enqueue the task on the appropriate entry
 137  * of the blocked_tasks[] array.  The task will dequeue itself when
 138  * it exits the outermost enclosing RCU read-side critical section.
 139  * Therefore, the current grace period cannot be permitted to complete
 140  * until the blocked_tasks[] entry indexed by the low-order bit of
 141  * rnp->gpnum empties.
 142  *
 143  * Caller must disable preemption.
 144  */
 145 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
 146 {
 147         struct task_struct *t = current;
 148         unsigned long flags;
 149         int phase;
 150         struct rcu_data *rdp;
 151         struct rcu_node *rnp;
 152
 153         if (t->rcu_read_lock_nesting &&
 154             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
 155
 156                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
 157                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_preempt_state.rda, cpu);
 158                 rnp = rdp->mynode;
 159                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
 160                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
 161                 t->rcu_blocked_node = rnp;
 162
 163                 /*
 164                  * If this CPU has already checked in, then this task
 165                  * will hold up the next grace period rather than the
 166                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
 167                  * If the task is queued for the current grace period
 168                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
 169                  * state for the current grace period), then as long
 170                  * as that task remains queued, the current grace period
 171                  * cannot end.
 172                  *
 173                  * But first, note that the current CPU must still be
 174                  * on line!
 175                  */
 176                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) == 0);
 177                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
 178                 phase = (rnp->gpnum + !(rnp->qsmask & rdp->grpmask)) & 0x1;
 179                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blocked_tasks[phase]);
 180                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
 181         }
 182
 183         /*
 184          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
 185          * begin with, or we have now recorded that critical section
 186          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
 187          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
 188          * section, and if that critical section was blocking the current
 189          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
 190          * means that we continue to block the current grace period.
 191          */
 192         local_irq_save(flags);
 193         rcu_preempt_qs(cpu);
 194         local_irq_restore(flags);
 195 }
 196
 197 /*
 198  * Tree-preemptable RCU implementation for rcu_read_lock().
 199  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
 200  * if we block.
 201  */
 202 void __rcu_read_lock(void)
 203 {
 204         current->rcu_read_lock_nesting++;
 205         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_lock in rcutree.c */
 206 }
 207 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
 208
 209 /*
 210  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
 211  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
 212  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
 213  */
 214 static int rcu_preempted_readers(struct rcu_node *rnp)
 215 {
 216         int phase = rnp->gpnum & 0x1;
 217
 218         return !list_empty(&rnp->blocked_tasks[phase]) ||
 219                !list_empty(&rnp->blocked_tasks[phase + 2]);
 220 }
 221
 222 /*
 223  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
 224  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
 225  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
 226  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
 227  * disabled.
 228  */
 229 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
 230         __releases(rnp->lock)
 231 {
 232         unsigned long mask;
 233         struct rcu_node *rnp_p;
 234
 235         if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
 236                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
 237                 return;  /* Still need more quiescent states! */
 238         }
 239
 240         rnp_p = rnp->parent;
 241         if (rnp_p == NULL) {
 242                 /*
 243                  * Either there is only one rcu_node in the tree,
 244                  * or tasks were kicked up to root rcu_node due to
 245                  * CPUs going offline.
 246                  */
 247                 rcu_report_qs_rsp(&rcu_preempt_state, flags);
 248                 return;
 249         }
 250
 251         /* Report up the rest of the hierarchy. */
 252         mask = rnp->grpmask;
 253         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
 254         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
 255         rcu_report_qs_rnp(mask, &rcu_preempt_state, rnp_p, flags);
 256 }
 257
 258 /*
 259  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
 260  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
 261  * read-side critical section.
 262  */
 263 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
 264 {
 265         int empty;
 266         int empty_exp;
 267         unsigned long flags;
 268         struct rcu_node *rnp;
 269         int special;
 270
 271         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
 272         if (in_nmi())
 273                 return;
 274
 275         local_irq_save(flags);
 276
 277         /*
 278          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
 279          * let it know that we have done so.
 280          */
 281         special = t->rcu_read_unlock_special;
 282         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS) {
 283                 rcu_preempt_qs(smp_processor_id());
 284         }
 285
 286         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
 287         if (in_irq()) {
 288                 local_irq_restore(flags);
 289                 return;
 290         }
 291
 292         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
 293         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
 294                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
 295
 296                 /*
 297                  * Remove this task from the list it blocked on.  The
 298                  * task can migrate while we acquire the lock, but at
 299                  * most one time.  So at most two passes through loop.
 300                  */
 301                 for (;;) {
 302                         rnp = t->rcu_blocked_node;
 303                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
 304                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
 305                                 break;
 306                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
 307                 }
 308                 empty = !rcu_preempted_readers(rnp);
 309                 empty_exp = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
 310                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
 311                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
 312                 t->rcu_blocked_node = NULL;
 313
 314                 /*
 315                  * If this was the last task on the current list, and if
 316                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
 317                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock.
 318                  */
 319                 if (empty)
 320                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
 321                 else
 322                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
 323
 324                 /*
 325                  * If this was the last task on the expedited lists,
 326                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
 327                  */
 328                 if (!empty_exp && !rcu_preempted_readers_exp(rnp))
 329                         rcu_report_exp_rnp(&rcu_preempt_state, rnp);
 330         } else {
 331                 local_irq_restore(flags);
 332         }
 333 }
 334
 335 /*
 336  * Tree-preemptable RCU implementation for rcu_read_unlock().
 337  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
 338  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
 339  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
 340  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
 341  */
 342 void __rcu_read_unlock(void)
 343 {
 344         struct task_struct *t = current;
 345
 346         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_unlock in rcutree.c */
 347         --t->rcu_read_lock_nesting;
 348         barrier();  /* decrement before load of ->rcu_read_unlock_special */
 349         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0 &&
 350             unlikely(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_unlock_special)))
 351                 rcu_read_unlock_special(t);
 352 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
 353         WARN_ON_ONCE(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting) < 0);
 354 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING */
 355 }
 356 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
 357
 358 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
 359
 360 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE
 361
 362 /*
 363  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
 364  * grace period on the specified rcu_node structure.
 365  */
 366 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
 367 {
 368         unsigned long flags;
 369         struct list_head *lp;
 370         int phase;
 371         struct task_struct *t;
 372
 373         if (rcu_preempted_readers(rnp)) {
 374                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
 375                 phase = rnp->gpnum & 0x1;
 376                 lp = &rnp->blocked_tasks[phase];
 377                 list_for_each_entry(t, lp, rcu_node_entry)
 378                         sched_show_task(t);
 379                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
 380         }
 381 }
 382
 383 /*
 384  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
 385  * grace period.
 386  */
 387 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
 388 {
 389         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
 390
 391         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
 392         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
 393                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
 394 }
 395
 396 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
 397
 398 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
 399 {
 400 }
 401
 402 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
 403
 404 /*
 405  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
 406  * sections, printing out the tid of each.
 407  */
 408 static void rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
 409 {
 410         struct list_head *lp;
 411         int phase;
 412         struct task_struct *t;
 413
 414         if (rcu_preempted_readers(rnp)) {
 415                 phase = rnp->gpnum & 0x1;
 416                 lp = &rnp->blocked_tasks[phase];
 417                 list_for_each_entry(t, lp, rcu_node_entry)
 418                         printk(" P%d", t->pid);
 419         }
 420 }
 421
 422 /*
 423  * Suppress preemptible RCU's CPU stall warnings by pushing the
 424  * time of the next stall-warning message comfortably far into the
 425  * future.
 426  */
 427 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
 428 {
 429         rcu_preempt_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
 430 }
 431
 432 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
 433
 434 /*
 435  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
 436  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
 437  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
 438  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
 439  * must be held by the caller.
 440  */
 441 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
 442 {
 443         WARN_ON_ONCE(rcu_preempted_readers(rnp));
 444         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
 445 }
 446
 447 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 448
 449 /*
 450  * Handle tasklist migration for case in which all CPUs covered by the
 451  * specified rcu_node have gone offline.  Move them up to the root
 452  * rcu_node.  The reason for not just moving them to the immediate
 453  * parent is to remove the need for rcu_read_unlock_special() to
 454  * make more than two attempts to acquire the target rcu_node's lock.
 455  * Returns true if there were tasks blocking the current RCU grace
 456  * period.
 457  *
 458  * Returns 1 if there was previously a task blocking the current grace
 459  * period on the specified rcu_node structure.
 460  *
 461  * The caller must hold rnp->lock with irqs disabled.
 462  */
 463 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
 464                                      struct rcu_node *rnp,
 465                                      struct rcu_data *rdp)
 466 {
 467         int i;
 468         struct list_head *lp;
 469         struct list_head *lp_root;
 470         int retval = 0;
 471         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
 472         struct task_struct *tp;
 473
 474         if (rnp == rnp_root) {
 475                 WARN_ONCE(1, "Last CPU thought to be offlined?");
 476                 return 0;  /* Shouldn't happen: at least one CPU online. */
 477         }
 478         WARN_ON_ONCE(rnp != rdp->mynode &&
 479                      (!list_empty(&rnp->blocked_tasks[0]) ||
 480                       !list_empty(&rnp->blocked_tasks[1]) ||
 481                       !list_empty(&rnp->blocked_tasks[2]) ||
 482                       !list_empty(&rnp->blocked_tasks[3])));
 483
 484         /*
 485          * Move tasks up to root rcu_node.  Rely on the fact that the
 486          * root rcu_node can be at most one ahead of the rest of the
 487          * rcu_nodes in terms of gp_num value.  This fact allows us to
 488          * move the blocked_tasks[] array directly, element by element.
 489          */
 490         if (rcu_preempted_readers(rnp))
 491                 retval |= RCU_OFL_TASKS_NORM_GP;
 492         if (rcu_preempted_readers_exp(rnp))
 493                 retval |= RCU_OFL_TASKS_EXP_GP;
 494         for (i = 0; i < 4; i++) {
 495                 lp = &rnp->blocked_tasks[i];
 496                 lp_root = &rnp_root->blocked_tasks[i];
 497                 while (!list_empty(lp)) {
 498                         tp = list_entry(lp->next, typeof(*tp), rcu_node_entry);
 499                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
 500                         list_del(&tp->rcu_node_entry);
 501                         tp->rcu_blocked_node = rnp_root;
 502                         list_add(&tp->rcu_node_entry, lp_root);
 503                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs remain disabled */
 504                 }
 505         }
 506         return retval;
 507 }
 508
 509 /*
 510  * Do CPU-offline processing for preemptable RCU.
 511  */
 512 static void rcu_preempt_offline_cpu(int cpu)
 513 {
 514         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_preempt_state);
 515 }
 516
 517 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 518
 519 /*
 520  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
 521  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
 522  * which is checked elsewhere.
 523  *
 524  * Caller must disable hard irqs.
 525  */
 526 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
 527 {
 528         struct task_struct *t = current;
 529
 530         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
 531                 rcu_preempt_qs(cpu);
 532                 return;
 533         }
 534         if (per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).qs_pending)
 535                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
 536 }
 537
 538 /*
 539  * Process callbacks for preemptable RCU.
 540  */
 541 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
 542 {
 543         __rcu_process_callbacks(&rcu_preempt_state,
 544                                 &__get_cpu_var(rcu_preempt_data));
 545 }
 546
 547 /*
 548  * Queue a preemptable-RCU callback for invocation after a grace period.
 549  */
 550 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
 551 {
 552         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state);
 553 }
 554 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
 555
 556 /**
 557  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
 558  *
 559  * Control will return to the caller some time after a full grace
 560  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
 561  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
 562  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
 563  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
 564  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
 565  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
 566  */
 567 void synchronize_rcu(void)
 568 {
 569         struct rcu_synchronize rcu;
 570
 571         if (!rcu_scheduler_active)
 572                 return;
 573
 574         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
 575         init_completion(&rcu.completion);
 576         /* Will wake me after RCU finished. */
 577         call_rcu(&rcu.head, wakeme_after_rcu);
 578         /* Wait for it. */
 579         wait_for_completion(&rcu.completion);
 580         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
 581 }
 582 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
 583
 584 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
 585 static long sync_rcu_preempt_exp_count;
 586 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
 587
 588 /*
 589  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
 590  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
 591  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
 592  * progress, returns zero unconditionally.
 593  */
 594 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp)
 595 {
 596         return !list_empty(&rnp->blocked_tasks[2]) ||
 597                !list_empty(&rnp->blocked_tasks[3]);
 598 }
 599
 600 /*
 601  * return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
 602  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
 603  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
 604  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
 605  * RCU -- other RCU implementation use other means.
 606  *
 607  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
 608  */
 609 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
 610 {
 611         return !rcu_preempted_readers_exp(rnp) &&
 612                ACCESS_ONCE(rnp->expmask) == 0;
 613 }
 614
 615 /*
 616  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
 617  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
 618  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
 619  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
 620  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
 621  * iteratively!)
 622  *
 623  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
 624  */
 625 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
 626 {
 627         unsigned long flags;
 628         unsigned long mask;
 629
 630         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
 631         for (;;) {
 632                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp))
 633                         break;
 634                 if (rnp->parent == NULL) {
 635                         wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
 636                         break;
 637                 }
 638                 mask = rnp->grpmask;
 639                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
 640                 rnp = rnp->parent;
 641                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
 642                 rnp->expmask &= ~mask;
 643         }
 644         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
 645 }
 646
 647 /*
 648  * Snapshot the tasks blocking the newly started preemptible-RCU expedited
 649  * grace period for the specified rcu_node structure.  If there are no such
 650  * tasks, report it up the rcu_node hierarchy.
 651  *
 652  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex and rsp->onofflock.
 653  */
 654 static void
 655 sync_rcu_preempt_exp_init(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
 656 {
 657         int must_wait;
 658
 659         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
 660         list_splice_init(&rnp->blocked_tasks[0], &rnp->blocked_tasks[2]);
 661         list_splice_init(&rnp->blocked_tasks[1], &rnp->blocked_tasks[3]);
 662         must_wait = rcu_preempted_readers_exp(rnp);
 663         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
 664         if (!must_wait)
 665                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp);
 666 }
 667
 668 /*
 669  * Wait for an rcu-preempt grace period, but expedite it.  The basic idea
 670  * is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
 671  * the ->blocked_tasks[] lists, move all entries from the first set of
 672  * ->blocked_tasks[] lists to the second set, and finally wait for this
 673  * second set to drain.
 674  */
 675 void synchronize_rcu_expedited(void)
 676 {
 677         unsigned long flags;
 678         struct rcu_node *rnp;
 679         struct rcu_state *rsp = &rcu_preempt_state;
 680         long snap;
 681         int trycount = 0;
 682
 683         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
 684         snap = ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) + 1;
 685         smp_mb(); /* Above access cannot bleed into critical section. */
 686
 687         /*
 688          * Acquire lock, falling back to synchronize_rcu() if too many
 689          * lock-acquisition failures.  Of course, if someone does the
 690          * expedited grace period for us, just leave.
 691          */
 692         while (!mutex_trylock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex)) {
 693                 if (trycount++ < 10)
 694                         udelay(trycount * num_online_cpus());
 695                 else {
 696                         synchronize_rcu();
 697                         return;
 698                 }
 699                 if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
 700                         goto mb_ret; /* Others did our work for us. */
 701         }
 702         if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
 703                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
 704
 705         /* force all RCU readers onto blocked_tasks[]. */
 706         synchronize_sched_expedited();
 707
 708         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
 709
 710         /* Initialize ->expmask for all non-leaf rcu_node structures. */
 711         rcu_for_each_nonleaf_node_breadth_first(rsp, rnp) {
 712                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
 713                 rnp->expmask = rnp->qsmaskinit;
 714                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
 715         }
 716
 717         /* Snapshot current state of ->blocked_tasks[] lists. */
 718         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
 719                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rnp);
 720         if (NUM_RCU_NODES > 1)
 721                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rcu_get_root(rsp));
 722
 723         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
 724
 725         /* Wait for snapshotted ->blocked_tasks[] lists to drain. */
 726         rnp = rcu_get_root(rsp);
 727         wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
 728                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp));
 729
 730         /* Clean up and exit. */
 731         smp_mb(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
 732         ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count)++;
 733 unlock_mb_ret:
 734         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
 735 mb_ret:
 736         smp_mb(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
 737 }
 738 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
 739
 740 /*
 741  * Check to see if there is any immediate preemptable-RCU-related work
 742  * to be done.
 743  */
 744 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
 745 {
 746         return __rcu_pending(&rcu_preempt_state,
 747                              &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu));
 748 }
 749
 750 /*
 751  * Does preemptable RCU need the CPU to stay out of dynticks mode?
 752  */
 753 static int rcu_preempt_needs_cpu(int cpu)
 754 {
 755         return !!per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).nxtlist;
 756 }
 757
 758 /**
 759  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
 760  */
 761 void rcu_barrier(void)
 762 {
 763         _rcu_barrier(&rcu_preempt_state, call_rcu);
 764 }
 765 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
 766
 767 /*
 768  * Initialize preemptable RCU's per-CPU data.
 769  */
 770 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
 771 {
 772         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_preempt_state, 1);
 773 }
 774
 775 /*
 776  * Move preemptable RCU's callbacks to ->orphan_cbs_list.
 777  */
 778 static void rcu_preempt_send_cbs_to_orphanage(void)
 779 {
 780         rcu_send_cbs_to_orphanage(&rcu_preempt_state);
 781 }
 782
 783 /*
 784  * Initialize preemptable RCU's state structures.
 785  */
 786 static void __init __rcu_init_preempt(void)
 787 {
 788         rcu_init_one(&rcu_preempt_state, &rcu_preempt_data);
 789 }
 790
 791 /*
 792  * Check for a task exiting while in a preemptable-RCU read-side
 793  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
 794  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
 795  * is enabled.
 796  */
 797 void exit_rcu(void)
 798 {
 799         struct task_struct *t = current;
 800
 801         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0)
 802                 return;
 803         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
 804         rcu_read_unlock();
 805 }
 806
 807 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
 808
 809 /*
 810  * Tell them what RCU they are running.
 811  */
 812 static void __init rcu_bootup_announce(void)
 813 {
 814         printk(KERN_INFO "Hierarchical RCU implementation.\n");
 815         rcu_bootup_announce_oddness();
 816 }
 817
 818 /*
 819  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
 820  */
 821 long rcu_batches_completed(void)
 822 {
 823         return rcu_batches_completed_sched();
 824 }
 825 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
 826
 827 /*
 828  * Force a quiescent state for RCU, which, because there is no preemptible
 829  * RCU, becomes the same as rcu-sched.
 830  */
 831 void rcu_force_quiescent_state(void)
 832 {
 833         rcu_sched_force_quiescent_state();
 834 }
 835 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
 836
 837 /*
 838  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
 839  * CPUs being in quiescent states.
 840  */
 841 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
 842 {
 843 }
 844
 845 /*
 846  * Because preemptable RCU does not exist, there are never any preempted
 847  * RCU readers.
 848  */
 849 static int rcu_preempted_readers(struct rcu_node *rnp)
 850 {
 851         return 0;
 852 }
 853
 854 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 855
 856 /* Because preemptible RCU does not exist, no quieting of tasks. */
 857 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
 858 {
 859         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
 860 }
 861
 862 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 863
 864 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
 865
 866 /*
 867  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
 868  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
 869  */
 870 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
 871 {
 872 }
 873
 874 /*
 875  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
 876  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
 877  */
 878 static void rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
 879 {
 880 }
 881
 882 /*
 883  * Because preemptible RCU does not exist, there is no need to suppress
 884  * its CPU stall warnings.
 885  */
 886 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
 887 {
 888 }
 889
 890 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
 891
 892 /*
 893  * Because there is no preemptable RCU, there can be no readers blocked,
 894  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
 895  * bogus qsmask values.
 896  */
 897 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
 898 {
 899         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
 900 }
 901
 902 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 903
 904 /*
 905  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs to migrate
 906  * tasks that were blocked within RCU read-side critical sections, and
 907  * such non-existent tasks cannot possibly have been blocking the current
 908  * grace period.
 909  */
 910 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
 911                                      struct rcu_node *rnp,
 912                                      struct rcu_data *rdp)
 913 {
 914         return 0;
 915 }
 916
 917 /*
 918  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs CPU-offline
 919  * processing.
 920  */
 921 static void rcu_preempt_offline_cpu(int cpu)
 922 {
 923 }
 924
 925 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 926
 927 /*
 928  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any callbacks
 929  * to check.
 930  */
 931 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
 932 {
 933 }
 934
 935 /*
 936  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any callbacks
 937  * to process.
 938  */
 939 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
 940 {
 941 }
 942
 943 /*
 944  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
 945  * But because preemptable RCU does not exist, map to rcu-sched.
 946  */
 947 void synchronize_rcu_expedited(void)
 948 {
 949         synchronize_sched_expedited();
 950 }
 951 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
 952
 953 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 954
 955 /*
 956  * Because preemptable RCU does not exist, there is never any need to
 957  * report on tasks preempted in RCU read-side critical sections during
 958  * expedited RCU grace periods.
 959  */
 960 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
 961 {
 962         return;
 963 }
 964
 965 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 966
 967 /*
 968  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any work to do.
 969  */
 970 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
 971 {
 972         return 0;
 973 }
 974
 975 /*
 976  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs any CPU.
 977  */
 978 static int rcu_preempt_needs_cpu(int cpu)
 979 {
 980         return 0;
 981 }
 982
 983 /*
 984  * Because preemptable RCU does not exist, rcu_barrier() is just
 985  * another name for rcu_barrier_sched().
 986  */
 987 void rcu_barrier(void)
 988 {
 989         rcu_barrier_sched();
 990 }
 991 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
 992
 993 /*
 994  * Because preemptable RCU does not exist, there is no per-CPU
 995  * data to initialize.
 996  */
 997 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
 998 {
 999 }
1000
1001 /*
1002  * Because there is no preemptable RCU, there are no callbacks to move.
1003  */
1004 static void rcu_preempt_send_cbs_to_orphanage(void)
1005 {
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Because preemptable RCU does not exist, it need not be initialized.
1010  */
1011 static void __init __rcu_init_preempt(void)
1012 {
1013 }
1014
1015 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1016
1017 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1018
1019 /*
1020  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1021  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1022  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1023  * an exported member of the RCU API.
1024  *
1025  * Because we have preemptible RCU, just check whether this CPU needs
1026  * any flavor of RCU.  Do not chew up lots of CPU cycles with preemption
1027  * disabled in a most-likely vain attempt to cause RCU not to need this CPU.
1028  */
1029 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1030 {
1031         return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Check to see if we need to continue a callback-flush operations to
1036  * allow the last CPU to enter dyntick-idle mode.  But fast dyntick-idle
1037  * entry is not configured, so we never do need to.
1038  */
1039 static void rcu_needs_cpu_flush(void)
1040 {
1041 }
1042
1043 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1044
1045 #define RCU_NEEDS_CPU_FLUSHES 5
1046 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_dyntick_drain);
1047 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, rcu_dyntick_holdoff);
1048
1049 /*
1050  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1051  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1052  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1053  * an exported member of the RCU API.
1054  *
1055  * Because we are not supporting preemptible RCU, attempt to accelerate
1056  * any current grace periods so that RCU no longer needs this CPU, but
1057  * only if all other CPUs are already in dynticks-idle mode.  This will
1058  * allow the CPU cores to be powered down immediately, as opposed to after
1059  * waiting many milliseconds for grace periods to elapse.
1060  *
1061  * Because it is not legal to invoke rcu_process_callbacks() with irqs
1062  * disabled, we do one pass of force_quiescent_state(), then do a
1063  * raise_softirq() to cause rcu_process_callbacks() to be invoked later.
1064  * The per-cpu rcu_dyntick_drain variable controls the sequencing.
1065  */
1066 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1067 {
1068         int c = 0;
1069         int snap;
1070         int snap_nmi;
1071         int thatcpu;
1072
1073         /* Check for being in the holdoff period. */
1074         if (per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) == jiffies)
1075                 return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1076
1077         /* Don't bother unless we are the last non-dyntick-idle CPU. */
1078         for_each_online_cpu(thatcpu) {
1079                 if (thatcpu == cpu)
1080                         continue;
1081                 snap = per_cpu(rcu_dynticks, thatcpu).dynticks;
1082                 snap_nmi = per_cpu(rcu_dynticks, thatcpu).dynticks_nmi;
1083                 smp_mb(); /* Order sampling of snap with end of grace period. */
1084                 if (((snap & 0x1) != 0) || ((snap_nmi & 0x1) != 0)) {
1085                         per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) = 0;
1086                         per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) = jiffies - 1;
1087                         return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1088                 }
1089         }
1090
1091         /* Check and update the rcu_dyntick_drain sequencing. */
1092         if (per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0) {
1093                 /* First time through, initialize the counter. */
1094                 per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) = RCU_NEEDS_CPU_FLUSHES;
1095         } else if (--per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0) {
1096                 /* We have hit the limit, so time to give up. */
1097                 per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) = jiffies;
1098                 return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1099         }
1100
1101         /* Do one step pushing remaining RCU callbacks through. */
1102         if (per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist) {
1103                 rcu_sched_qs(cpu);
1104                 force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
1105                 c = c || per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist;
1106         }
1107         if (per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist) {
1108                 rcu_bh_qs(cpu);
1109                 force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
1110                 c = c || per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist;
1111         }
1112
1113         /* If RCU callbacks are still pending, RCU still needs this CPU. */
1114         if (c)
1115                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1116         return c;
1117 }
1118
1119 /*
1120  * Check to see if we need to continue a callback-flush operations to
1121  * allow the last CPU to enter dyntick-idle mode.
1122  */
1123 static void rcu_needs_cpu_flush(void)
1124 {
1125         int cpu = smp_processor_id();
1126         unsigned long flags;
1127
1128         if (per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0)
1129                 return;
1130         local_irq_save(flags);
1131         (void)rcu_needs_cpu(cpu);
1132         local_irq_restore(flags);
1133 }
1134
1135 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */