Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rafael...
[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 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) */