rcu: permit rcu_read_unlock() to be called while holding runqueue locks
[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 /*
31  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
32  * messages about anything out of the ordinary.  If you like #ifdef, you
33  * will love this function.
34  */
35 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
36 {
37 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
38         printk(KERN_INFO "\tRCU debugfs-based tracing is enabled.\n");
39 #endif
40 #if (defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 64) || (!defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 32)
41         printk(KERN_INFO "\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d\n",
42                CONFIG_RCU_FANOUT);
43 #endif
44 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
45         printk(KERN_INFO "\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
46 #endif
47 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
48         printk(KERN_INFO
49                "\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
50 #endif
51 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
52         printk(KERN_INFO "\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
53 #endif
54 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE
55         printk(KERN_INFO "\tRCU torture testing starts during boot.\n");
56 #endif
57 #if defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU) && !defined(CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE)
58         printk(KERN_INFO "\tVerbose stalled-CPUs detection is disabled.\n");
59 #endif
60 #if NUM_RCU_LVL_4 != 0
61         printk(KERN_INFO "\tExperimental four-level hierarchy is enabled.\n");
62 #endif
63 }
64
65 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
66
67 struct rcu_state rcu_preempt_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt_state);
68 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_preempt_data);
69 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_preempt_state;
70
71 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp);
72
73 /*
74  * Tell them what RCU they are running.
75  */
76 static void __init rcu_bootup_announce(void)
77 {
78         printk(KERN_INFO "Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
79         rcu_bootup_announce_oddness();
80 }
81
82 /*
83  * Return the number of RCU-preempt batches processed thus far
84  * for debug and statistics.
85  */
86 long rcu_batches_completed_preempt(void)
87 {
88         return rcu_preempt_state.completed;
89 }
90 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_preempt);
91
92 /*
93  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
94  */
95 long rcu_batches_completed(void)
96 {
97         return rcu_batches_completed_preempt();
98 }
99 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
100
101 /*
102  * Force a quiescent state for preemptible RCU.
103  */
104 void rcu_force_quiescent_state(void)
105 {
106         force_quiescent_state(&rcu_preempt_state, 0);
107 }
108 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
109
110 /*
111  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
112  * that this just means that the task currently running on the CPU is
113  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
114  * while in an RCU read-side critical section.
115  *
116  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
117  * must disable irqs in order to protect the assignment to
118  * ->rcu_read_unlock_special.
119  */
120 static void rcu_preempt_qs(int cpu)
121 {
122         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
123
124         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
125         barrier();
126         rdp->passed_quiesc = 1;
127         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
128 }
129
130 /*
131  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
132  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
133  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
134  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
135  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
136  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
137  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
138  * predating the current grace period drain, in other words, until
139  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
140  *
141  * Caller must disable preemption.
142  */
143 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
144 {
145         struct task_struct *t = current;
146         unsigned long flags;
147         struct rcu_data *rdp;
148         struct rcu_node *rnp;
149
150         if (t->rcu_read_lock_nesting &&
151             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
152
153                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
154                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_preempt_state.rda, cpu);
155                 rnp = rdp->mynode;
156                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
157                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
158                 t->rcu_blocked_node = rnp;
159
160                 /*
161                  * If this CPU has already checked in, then this task
162                  * will hold up the next grace period rather than the
163                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
164                  * If the task is queued for the current grace period
165                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
166                  * state for the current grace period), then as long
167                  * as that task remains queued, the current grace period
168                  * cannot end.  Note that there is some uncertainty as
169                  * to exactly when the current grace period started.
170                  * We take a conservative approach, which can result
171                  * in unnecessarily waiting on tasks that started very
172                  * slightly after the current grace period began.  C'est
173                  * la vie!!!
174                  *
175                  * But first, note that the current CPU must still be
176                  * on line!
177                  */
178                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) == 0);
179                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
180                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && rnp->gp_tasks != NULL) {
181                         list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks->prev);
182                         rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
183 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
184                         if (rnp->boost_tasks != NULL)
185                                 rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
186 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
187                 } else {
188                         list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
189                         if (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
190                                 rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
191                 }
192                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
193         }
194
195         /*
196          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
197          * begin with, or we have now recorded that critical section
198          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
199          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
200          * section, and if that critical section was blocking the current
201          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
202          * means that we continue to block the current grace period.
203          */
204         local_irq_save(flags);
205         rcu_preempt_qs(cpu);
206         local_irq_restore(flags);
207 }
208
209 /*
210  * Tree-preemptible RCU implementation for rcu_read_lock().
211  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
212  * if we block.
213  */
214 void __rcu_read_lock(void)
215 {
216         current->rcu_read_lock_nesting++;
217         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_lock in rcutree.c */
218 }
219 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
220
221 /*
222  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
223  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
224  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
225  */
226 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
227 {
228         return rnp->gp_tasks != NULL;
229 }
230
231 /*
232  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
233  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
234  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
235  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
236  * disabled.
237  */
238 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
239         __releases(rnp->lock)
240 {
241         unsigned long mask;
242         struct rcu_node *rnp_p;
243
244         if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
245                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
246                 return;  /* Still need more quiescent states! */
247         }
248
249         rnp_p = rnp->parent;
250         if (rnp_p == NULL) {
251                 /*
252                  * Either there is only one rcu_node in the tree,
253                  * or tasks were kicked up to root rcu_node due to
254                  * CPUs going offline.
255                  */
256                 rcu_report_qs_rsp(&rcu_preempt_state, flags);
257                 return;
258         }
259
260         /* Report up the rest of the hierarchy. */
261         mask = rnp->grpmask;
262         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
263         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
264         rcu_report_qs_rnp(mask, &rcu_preempt_state, rnp_p, flags);
265 }
266
267 /*
268  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
269  * returning NULL if at the end of the list.
270  */
271 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
272                                              struct rcu_node *rnp)
273 {
274         struct list_head *np;
275
276         np = t->rcu_node_entry.next;
277         if (np == &rnp->blkd_tasks)
278                 np = NULL;
279         return np;
280 }
281
282 /*
283  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
284  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
285  * read-side critical section.
286  */
287 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
288 {
289         int empty;
290         int empty_exp;
291         unsigned long flags;
292         struct list_head *np;
293         struct rcu_node *rnp;
294         int special;
295
296         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
297         if (in_nmi())
298                 return;
299
300         local_irq_save(flags);
301
302         /*
303          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
304          * let it know that we have done so.
305          */
306         special = t->rcu_read_unlock_special;
307         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS) {
308                 rcu_preempt_qs(smp_processor_id());
309         }
310
311         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
312         if (in_irq()) {
313                 local_irq_restore(flags);
314                 return;
315         }
316
317         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
318         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
319                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
320
321                 /*
322                  * Remove this task from the list it blocked on.  The
323                  * task can migrate while we acquire the lock, but at
324                  * most one time.  So at most two passes through loop.
325                  */
326                 for (;;) {
327                         rnp = t->rcu_blocked_node;
328                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
329                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
330                                 break;
331                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
332                 }
333                 empty = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
334                 empty_exp = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
335                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
336                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
337                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
338                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
339                         rnp->gp_tasks = np;
340                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
341                         rnp->exp_tasks = np;
342 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
343                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
344                         rnp->boost_tasks = np;
345 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
346                 t->rcu_blocked_node = NULL;
347
348                 /*
349                  * If this was the last task on the current list, and if
350                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
351                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock.
352                  */
353                 if (empty)
354                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
355                 else
356                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
357
358 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
359                 /* Unboost if we were boosted. */
360                 if (special & RCU_READ_UNLOCK_BOOSTED) {
361                         t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BOOSTED;
362                         rt_mutex_unlock(t->rcu_boost_mutex);
363                         t->rcu_boost_mutex = NULL;
364                 }
365 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
366
367                 /*
368                  * If this was the last task on the expedited lists,
369                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
370                  */
371                 if (!empty_exp && !rcu_preempted_readers_exp(rnp))
372                         rcu_report_exp_rnp(&rcu_preempt_state, rnp);
373         } else {
374                 local_irq_restore(flags);
375         }
376 }
377
378 /*
379  * Tree-preemptible RCU implementation for rcu_read_unlock().
380  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
381  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
382  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
383  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
384  */
385 void __rcu_read_unlock(void)
386 {
387         struct task_struct *t = current;
388
389         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_unlock in rcutree.c */
390         --t->rcu_read_lock_nesting;
391         barrier();  /* decrement before load of ->rcu_read_unlock_special */
392         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0 &&
393             unlikely(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_unlock_special)))
394                 rcu_read_unlock_special(t);
395 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
396         WARN_ON_ONCE(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting) < 0);
397 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING */
398 }
399 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
400
401 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE
402
403 /*
404  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
405  * grace period on the specified rcu_node structure.
406  */
407 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
408 {
409         unsigned long flags;
410         struct task_struct *t;
411
412         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
413                 return;
414         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
415         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
416                        struct task_struct, rcu_node_entry);
417         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry)
418                 sched_show_task(t);
419         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
420 }
421
422 /*
423  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
424  * grace period.
425  */
426 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
427 {
428         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
429
430         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
431         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
432                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
433 }
434
435 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
436
437 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
438 {
439 }
440
441 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
442
443 /*
444  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
445  * sections, printing out the tid of each.
446  */
447 static void rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
448 {
449         struct task_struct *t;
450
451         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
452                 return;
453         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
454                        struct task_struct, rcu_node_entry);
455         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry)
456                 printk(" P%d", t->pid);
457 }
458
459 /*
460  * Suppress preemptible RCU's CPU stall warnings by pushing the
461  * time of the next stall-warning message comfortably far into the
462  * future.
463  */
464 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
465 {
466         rcu_preempt_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
467 }
468
469 /*
470  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
471  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
472  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
473  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
474  * must be held by the caller.
475  *
476  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
477  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
478  */
479 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
480 {
481         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
482         if (!list_empty(&rnp->blkd_tasks))
483                 rnp->gp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
484         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
485 }
486
487 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
488
489 /*
490  * Handle tasklist migration for case in which all CPUs covered by the
491  * specified rcu_node have gone offline.  Move them up to the root
492  * rcu_node.  The reason for not just moving them to the immediate
493  * parent is to remove the need for rcu_read_unlock_special() to
494  * make more than two attempts to acquire the target rcu_node's lock.
495  * Returns true if there were tasks blocking the current RCU grace
496  * period.
497  *
498  * Returns 1 if there was previously a task blocking the current grace
499  * period on the specified rcu_node structure.
500  *
501  * The caller must hold rnp->lock with irqs disabled.
502  */
503 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
504                                      struct rcu_node *rnp,
505                                      struct rcu_data *rdp)
506 {
507         struct list_head *lp;
508         struct list_head *lp_root;
509         int retval = 0;
510         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
511         struct task_struct *t;
512
513         if (rnp == rnp_root) {
514                 WARN_ONCE(1, "Last CPU thought to be offlined?");
515                 return 0;  /* Shouldn't happen: at least one CPU online. */
516         }
517
518         /* If we are on an internal node, complain bitterly. */
519         WARN_ON_ONCE(rnp != rdp->mynode);
520
521         /*
522          * Move tasks up to root rcu_node.  Don't try to get fancy for
523          * this corner-case operation -- just put this node's tasks
524          * at the head of the root node's list, and update the root node's
525          * ->gp_tasks and ->exp_tasks pointers to those of this node's,
526          * if non-NULL.  This might result in waiting for more tasks than
527          * absolutely necessary, but this is a good performance/complexity
528          * tradeoff.
529          */
530         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
531                 retval |= RCU_OFL_TASKS_NORM_GP;
532         if (rcu_preempted_readers_exp(rnp))
533                 retval |= RCU_OFL_TASKS_EXP_GP;
534         lp = &rnp->blkd_tasks;
535         lp_root = &rnp_root->blkd_tasks;
536         while (!list_empty(lp)) {
537                 t = list_entry(lp->next, typeof(*t), rcu_node_entry);
538                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
539                 list_del(&t->rcu_node_entry);
540                 t->rcu_blocked_node = rnp_root;
541                 list_add(&t->rcu_node_entry, lp_root);
542                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
543                         rnp_root->gp_tasks = rnp->gp_tasks;
544                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
545                         rnp_root->exp_tasks = rnp->exp_tasks;
546 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
547                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
548                         rnp_root->boost_tasks = rnp->boost_tasks;
549 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
550                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
551         }
552
553 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
554         /* In case root is being boosted and leaf is not. */
555         raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
556         if (rnp_root->boost_tasks != NULL &&
557             rnp_root->boost_tasks != rnp_root->gp_tasks)
558                 rnp_root->boost_tasks = rnp_root->gp_tasks;
559         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
560 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
561
562         rnp->gp_tasks = NULL;
563         rnp->exp_tasks = NULL;
564         return retval;
565 }
566
567 /*
568  * Do CPU-offline processing for preemptible RCU.
569  */
570 static void rcu_preempt_offline_cpu(int cpu)
571 {
572         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_preempt_state);
573 }
574
575 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
576
577 /*
578  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
579  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
580  * which is checked elsewhere.
581  *
582  * Caller must disable hard irqs.
583  */
584 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
585 {
586         struct task_struct *t = current;
587
588         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
589                 rcu_preempt_qs(cpu);
590                 return;
591         }
592         if (per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).qs_pending)
593                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
594 }
595
596 /*
597  * Process callbacks for preemptible RCU.
598  */
599 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
600 {
601         __rcu_process_callbacks(&rcu_preempt_state,
602                                 &__get_cpu_var(rcu_preempt_data));
603 }
604
605 /*
606  * Queue a preemptible-RCU callback for invocation after a grace period.
607  */
608 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
609 {
610         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state);
611 }
612 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
613
614 /**
615  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
616  *
617  * Control will return to the caller some time after a full grace
618  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
619  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
620  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
621  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
622  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
623  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
624  */
625 void synchronize_rcu(void)
626 {
627         struct rcu_synchronize rcu;
628
629         if (!rcu_scheduler_active)
630                 return;
631
632         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
633         init_completion(&rcu.completion);
634         /* Will wake me after RCU finished. */
635         call_rcu(&rcu.head, wakeme_after_rcu);
636         /* Wait for it. */
637         wait_for_completion(&rcu.completion);
638         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
639 }
640 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
641
642 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
643 static long sync_rcu_preempt_exp_count;
644 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
645
646 /*
647  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
648  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
649  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
650  * progress, returns zero unconditionally.
651  */
652 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp)
653 {
654         return rnp->exp_tasks != NULL;
655 }
656
657 /*
658  * return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
659  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
660  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
661  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
662  * RCU -- other RCU implementation use other means.
663  *
664  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
665  */
666 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
667 {
668         return !rcu_preempted_readers_exp(rnp) &&
669                ACCESS_ONCE(rnp->expmask) == 0;
670 }
671
672 /*
673  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
674  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
675  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
676  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
677  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
678  * iteratively!)
679  *
680  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
681  */
682 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
683 {
684         unsigned long flags;
685         unsigned long mask;
686
687         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
688         for (;;) {
689                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp))
690                         break;
691                 if (rnp->parent == NULL) {
692                         wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
693                         break;
694                 }
695                 mask = rnp->grpmask;
696                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
697                 rnp = rnp->parent;
698                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
699                 rnp->expmask &= ~mask;
700         }
701         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
702 }
703
704 /*
705  * Snapshot the tasks blocking the newly started preemptible-RCU expedited
706  * grace period for the specified rcu_node structure.  If there are no such
707  * tasks, report it up the rcu_node hierarchy.
708  *
709  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex and rsp->onofflock.
710  */
711 static void
712 sync_rcu_preempt_exp_init(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
713 {
714         unsigned long flags;
715         int must_wait = 0;
716
717         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
718         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks))
719                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
720         else {
721                 rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
722                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);  /* releases rnp->lock */
723                 must_wait = 1;
724         }
725         if (!must_wait)
726                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp);
727 }
728
729 /*
730  * Wait for an rcu-preempt grace period, but expedite it.  The basic idea
731  * is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
732  * the ->blkd_tasks lists and wait for this list to drain.
733  */
734 void synchronize_rcu_expedited(void)
735 {
736         unsigned long flags;
737         struct rcu_node *rnp;
738         struct rcu_state *rsp = &rcu_preempt_state;
739         long snap;
740         int trycount = 0;
741
742         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
743         snap = ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) + 1;
744         smp_mb(); /* Above access cannot bleed into critical section. */
745
746         /*
747          * Acquire lock, falling back to synchronize_rcu() if too many
748          * lock-acquisition failures.  Of course, if someone does the
749          * expedited grace period for us, just leave.
750          */
751         while (!mutex_trylock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex)) {
752                 if (trycount++ < 10)
753                         udelay(trycount * num_online_cpus());
754                 else {
755                         synchronize_rcu();
756                         return;
757                 }
758                 if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
759                         goto mb_ret; /* Others did our work for us. */
760         }
761         if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
762                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
763
764         /* force all RCU readers onto ->blkd_tasks lists. */
765         synchronize_sched_expedited();
766
767         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
768
769         /* Initialize ->expmask for all non-leaf rcu_node structures. */
770         rcu_for_each_nonleaf_node_breadth_first(rsp, rnp) {
771                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
772                 rnp->expmask = rnp->qsmaskinit;
773                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
774         }
775
776         /* Snapshot current state of ->blkd_tasks lists. */
777         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
778                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rnp);
779         if (NUM_RCU_NODES > 1)
780                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rcu_get_root(rsp));
781
782         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
783
784         /* Wait for snapshotted ->blkd_tasks lists to drain. */
785         rnp = rcu_get_root(rsp);
786         wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
787                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp));
788
789         /* Clean up and exit. */
790         smp_mb(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
791         ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count)++;
792 unlock_mb_ret:
793         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
794 mb_ret:
795         smp_mb(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
796 }
797 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
798
799 /*
800  * Check to see if there is any immediate preemptible-RCU-related work
801  * to be done.
802  */
803 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
804 {
805         return __rcu_pending(&rcu_preempt_state,
806                              &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu));
807 }
808
809 /*
810  * Does preemptible RCU need the CPU to stay out of dynticks mode?
811  */
812 static int rcu_preempt_needs_cpu(int cpu)
813 {
814         return !!per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).nxtlist;
815 }
816
817 /**
818  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
819  */
820 void rcu_barrier(void)
821 {
822         _rcu_barrier(&rcu_preempt_state, call_rcu);
823 }
824 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
825
826 /*
827  * Initialize preemptible RCU's per-CPU data.
828  */
829 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
830 {
831         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_preempt_state, 1);
832 }
833
834 /*
835  * Move preemptible RCU's callbacks from dying CPU to other online CPU.
836  */
837 static void rcu_preempt_send_cbs_to_online(void)
838 {
839         rcu_send_cbs_to_online(&rcu_preempt_state);
840 }
841
842 /*
843  * Initialize preemptible RCU's state structures.
844  */
845 static void __init __rcu_init_preempt(void)
846 {
847         rcu_init_one(&rcu_preempt_state, &rcu_preempt_data);
848 }
849
850 /*
851  * Check for a task exiting while in a preemptible-RCU read-side
852  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
853  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
854  * is enabled.
855  */
856 void exit_rcu(void)
857 {
858         struct task_struct *t = current;
859
860         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0)
861                 return;
862         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
863         __rcu_read_unlock();
864 }
865
866 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
867
868 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_sched_state;
869
870 /*
871  * Tell them what RCU they are running.
872  */
873 static void __init rcu_bootup_announce(void)
874 {
875         printk(KERN_INFO "Hierarchical RCU implementation.\n");
876         rcu_bootup_announce_oddness();
877 }
878
879 /*
880  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
881  */
882 long rcu_batches_completed(void)
883 {
884         return rcu_batches_completed_sched();
885 }
886 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
887
888 /*
889  * Force a quiescent state for RCU, which, because there is no preemptible
890  * RCU, becomes the same as rcu-sched.
891  */
892 void rcu_force_quiescent_state(void)
893 {
894         rcu_sched_force_quiescent_state();
895 }
896 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
897
898 /*
899  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
900  * CPUs being in quiescent states.
901  */
902 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
903 {
904 }
905
906 /*
907  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
908  * RCU readers.
909  */
910 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
911 {
912         return 0;
913 }
914
915 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
916
917 /* Because preemptible RCU does not exist, no quieting of tasks. */
918 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
919 {
920         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
921 }
922
923 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
924
925 /*
926  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
927  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
928  */
929 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
930 {
931 }
932
933 /*
934  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
935  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
936  */
937 static void rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
938 {
939 }
940
941 /*
942  * Because preemptible RCU does not exist, there is no need to suppress
943  * its CPU stall warnings.
944  */
945 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
946 {
947 }
948
949 /*
950  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
951  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
952  * bogus qsmask values.
953  */
954 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
955 {
956         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
957 }
958
959 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
960
961 /*
962  * Because preemptible RCU does not exist, it never needs to migrate
963  * tasks that were blocked within RCU read-side critical sections, and
964  * such non-existent tasks cannot possibly have been blocking the current
965  * grace period.
966  */
967 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
968                                      struct rcu_node *rnp,
969                                      struct rcu_data *rdp)
970 {
971         return 0;
972 }
973
974 /*
975  * Because preemptible RCU does not exist, it never needs CPU-offline
976  * processing.
977  */
978 static void rcu_preempt_offline_cpu(int cpu)
979 {
980 }
981
982 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
983
984 /*
985  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
986  * to check.
987  */
988 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
989 {
990 }
991
992 /*
993  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
994  * to process.
995  */
996 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
997 {
998 }
999
1000 /*
1001  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
1002  * But because preemptible RCU does not exist, map to rcu-sched.
1003  */
1004 void synchronize_rcu_expedited(void)
1005 {
1006         synchronize_sched_expedited();
1007 }
1008 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
1009
1010 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1011
1012 /*
1013  * Because preemptible RCU does not exist, there is never any need to
1014  * report on tasks preempted in RCU read-side critical sections during
1015  * expedited RCU grace periods.
1016  */
1017 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1018 {
1019         return;
1020 }
1021
1022 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1023
1024 /*
1025  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any work to do.
1026  */
1027 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
1028 {
1029         return 0;
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Because preemptible RCU does not exist, it never needs any CPU.
1034  */
1035 static int rcu_preempt_needs_cpu(int cpu)
1036 {
1037         return 0;
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
1042  * another name for rcu_barrier_sched().
1043  */
1044 void rcu_barrier(void)
1045 {
1046         rcu_barrier_sched();
1047 }
1048 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
1049
1050 /*
1051  * Because preemptible RCU does not exist, there is no per-CPU
1052  * data to initialize.
1053  */
1054 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
1055 {
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Because there is no preemptible RCU, there are no callbacks to move.
1060  */
1061 static void rcu_preempt_send_cbs_to_online(void)
1062 {
1063 }
1064
1065 /*
1066  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
1067  */
1068 static void __init __rcu_init_preempt(void)
1069 {
1070 }
1071
1072 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1073
1074 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
1075
1076 #include "rtmutex_common.h"
1077
1078 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
1079
1080 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1081 {
1082         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks))
1083                 rnp->n_balk_blkd_tasks++;
1084         else if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->gp_tasks == NULL)
1085                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1086         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->boost_tasks != NULL)
1087                 rnp->n_balk_boost_tasks++;
1088         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->qsmask != 0)
1089                 rnp->n_balk_notblocked++;
1090         else if (rnp->gp_tasks != NULL &&
1091                  ULONG_CMP_LT(jiffies, rnp->boost_time))
1092                 rnp->n_balk_notyet++;
1093         else
1094                 rnp->n_balk_nos++;
1095 }
1096
1097 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1098
1099 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1100 {
1101 }
1102
1103 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1104
1105 /*
1106  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
1107  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
1108  * ->blkd_tasks list.
1109  *
1110  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
1111  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
1112  */
1113 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
1114 {
1115         unsigned long flags;
1116         struct rt_mutex mtx;
1117         struct task_struct *t;
1118         struct list_head *tb;
1119
1120         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL)
1121                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
1122
1123         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1124
1125         /*
1126          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
1127          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
1128          */
1129         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
1130                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1131                 return 0;
1132         }
1133
1134         /*
1135          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
1136          * This cannot starve the normal grace periods because a second
1137          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
1138          * those blocking the pre-existing normal grace period.
1139          */
1140         if (rnp->exp_tasks != NULL) {
1141                 tb = rnp->exp_tasks;
1142                 rnp->n_exp_boosts++;
1143         } else {
1144                 tb = rnp->boost_tasks;
1145                 rnp->n_normal_boosts++;
1146         }
1147         rnp->n_tasks_boosted++;
1148
1149         /*
1150          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
1151          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
1152          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
1153          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
1154          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
1155          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
1156          *
1157          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
1158          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
1159          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
1160          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
1161          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
1162          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
1163          * section.
1164          */
1165         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
1166         rt_mutex_init_proxy_locked(&mtx, t);
1167         t->rcu_boost_mutex = &mtx;
1168         t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BOOSTED;
1169         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1170         rt_mutex_lock(&mtx);  /* Side effect: boosts task t's priority. */
1171         rt_mutex_unlock(&mtx);  /* Keep lockdep happy. */
1172
1173         return rnp->exp_tasks != NULL || rnp->boost_tasks != NULL;
1174 }
1175
1176 /*
1177  * Timer handler to initiate waking up of boost kthreads that
1178  * have yielded the CPU due to excessive numbers of tasks to
1179  * boost.  We wake up the per-rcu_node kthread, which in turn
1180  * will wake up the booster kthread.
1181  */
1182 static void rcu_boost_kthread_timer(unsigned long arg)
1183 {
1184         invoke_rcu_node_kthread((struct rcu_node *)arg);
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Priority-boosting kthread.  One per leaf rcu_node and one for the
1189  * root rcu_node.
1190  */
1191 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1192 {
1193         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1194         int spincnt = 0;
1195         int more2boost;
1196
1197         for (;;) {
1198                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1199                 wait_event_interruptible(rnp->boost_wq, rnp->boost_tasks ||
1200                                                         rnp->exp_tasks);
1201                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1202                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1203                 if (more2boost)
1204                         spincnt++;
1205                 else
1206                         spincnt = 0;
1207                 if (spincnt > 10) {
1208                         rcu_yield(rcu_boost_kthread_timer, (unsigned long)rnp);
1209                         spincnt = 0;
1210                 }
1211         }
1212         /* NOTREACHED */
1213         return 0;
1214 }
1215
1216 /*
1217  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1218  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1219  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1220  * period in progress, it is always time to boost.
1221  *
1222  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases,
1223  * but irqs remain disabled.  The ->boost_kthread_task is immortal,
1224  * so we don't need to worry about it going away.
1225  */
1226 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1227 {
1228         struct task_struct *t;
1229
1230         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1231                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1232                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1233                 return;
1234         }
1235         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1236             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1237              rnp->boost_tasks == NULL &&
1238              rnp->qsmask == 0 &&
1239              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
1240                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1241                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
1242                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1243                 t = rnp->boost_kthread_task;
1244                 if (t != NULL)
1245                         wake_up_process(t);
1246         } else {
1247                 rcu_initiate_boost_trace(rnp);
1248                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1249         }
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Set the affinity of the boost kthread.  The CPU-hotplug locks are
1254  * held, so no one should be messing with the existence of the boost
1255  * kthread.
1256  */
1257 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp,
1258                                           cpumask_var_t cm)
1259 {
1260         struct task_struct *t;
1261
1262         t = rnp->boost_kthread_task;
1263         if (t != NULL)
1264                 set_cpus_allowed_ptr(rnp->boost_kthread_task, cm);
1265 }
1266
1267 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1268
1269 /*
1270  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1271  */
1272 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1273 {
1274         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1275 }
1276
1277 /*
1278  * Initialize the RCU-boost waitqueue.
1279  */
1280 static void __init rcu_init_boost_waitqueue(struct rcu_node *rnp)
1281 {
1282         init_waitqueue_head(&rnp->boost_wq);
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1287  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1288  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1289  */
1290 static int __cpuinit rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1291                                                  struct rcu_node *rnp,
1292                                                  int rnp_index)
1293 {
1294         unsigned long flags;
1295         struct sched_param sp;
1296         struct task_struct *t;
1297
1298         if (&rcu_preempt_state != rsp)
1299                 return 0;
1300         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1301                 return 0;
1302         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1303                            "rcub%d", rnp_index);
1304         if (IS_ERR(t))
1305                 return PTR_ERR(t);
1306         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1307         rnp->boost_kthread_task = t;
1308         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1309         wake_up_process(t);
1310         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1311         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1312         return 0;
1313 }
1314
1315 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1316
1317 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1318 {
1319         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1320 }
1321
1322 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp,
1323                                           cpumask_var_t cm)
1324 {
1325 }
1326
1327 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1328 {
1329 }
1330
1331 static void __init rcu_init_boost_waitqueue(struct rcu_node *rnp)
1332 {
1333 }
1334
1335 static int __cpuinit rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1336                                                  struct rcu_node *rnp,
1337                                                  int rnp_index)
1338 {
1339         return 0;
1340 }
1341
1342 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1343
1344 #ifndef CONFIG_SMP
1345
1346 void synchronize_sched_expedited(void)
1347 {
1348         cond_resched();
1349 }
1350 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
1351
1352 #else /* #ifndef CONFIG_SMP */
1353
1354 static atomic_t sync_sched_expedited_started = ATOMIC_INIT(0);
1355 static atomic_t sync_sched_expedited_done = ATOMIC_INIT(0);
1356
1357 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
1358 {
1359         /*
1360          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
1361          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
1362          * time that it returns.
1363          *
1364          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
1365          * above condition is already met when the control reaches
1366          * this point and the following smp_mb() is not strictly
1367          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
1368          * robustness against future implementation changes.
1369          */
1370         smp_mb(); /* See above comment block. */
1371         return 0;
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Wait for an rcu-sched grace period to elapse, but use "big hammer"
1376  * approach to force grace period to end quickly.  This consumes
1377  * significant time on all CPUs, and is thus not recommended for
1378  * any sort of common-case code.
1379  *
1380  * Note that it is illegal to call this function while holding any
1381  * lock that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  Failing to
1382  * observe this restriction will result in deadlock.
1383  *
1384  * This implementation can be thought of as an application of ticket
1385  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
1386  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
1387  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
1388  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
1389  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
1390  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
1391  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
1392  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
1393  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
1394  *
1395  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
1396  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
1397  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
1398  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
1399  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
1400  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
1401  * doing our work for us.
1402  *
1403  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
1404  */
1405 void synchronize_sched_expedited(void)
1406 {
1407         int firstsnap, s, snap, trycount = 0;
1408
1409         /* Note that atomic_inc_return() implies full memory barrier. */
1410         firstsnap = snap = atomic_inc_return(&sync_sched_expedited_started);
1411         get_online_cpus();
1412
1413         /*
1414          * Each pass through the following loop attempts to force a
1415          * context switch on each CPU.
1416          */
1417         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
1418                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
1419                              NULL) == -EAGAIN) {
1420                 put_online_cpus();
1421
1422                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
1423                 if (trycount++ < 10)
1424                         udelay(trycount * num_online_cpus());
1425                 else {
1426                         synchronize_sched();
1427                         return;
1428                 }
1429
1430                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
1431                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
1432                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)firstsnap)) {
1433                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
1434                         return;
1435                 }
1436
1437                 /*
1438                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
1439                  * callers to piggyback on our grace period.  We subtract
1440                  * 1 to get the same token that the last incrementer got.
1441                  * We retry after they started, so our grace period works
1442                  * for them, and they started after our first try, so their
1443                  * grace period works for us.
1444                  */
1445                 get_online_cpus();
1446                 snap = atomic_read(&sync_sched_expedited_started) - 1;
1447                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
1448         }
1449
1450         /*
1451          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
1452          * period.  Update the counter, but only if our work is still
1453          * relevant -- which it won't be if someone who started later
1454          * than we did beat us to the punch.
1455          */
1456         do {
1457                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
1458                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)snap)) {
1459                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
1460                         break;
1461                 }
1462         } while (atomic_cmpxchg(&sync_sched_expedited_done, s, snap) != s);
1463
1464         put_online_cpus();
1465 }
1466 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
1467
1468 #endif /* #else #ifndef CONFIG_SMP */
1469
1470 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1471
1472 /*
1473  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1474  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1475  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1476  * an exported member of the RCU API.
1477  *
1478  * Because we have preemptible RCU, just check whether this CPU needs
1479  * any flavor of RCU.  Do not chew up lots of CPU cycles with preemption
1480  * disabled in a most-likely vain attempt to cause RCU not to need this CPU.
1481  */
1482 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1483 {
1484         return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1485 }
1486
1487 /*
1488  * Check to see if we need to continue a callback-flush operations to
1489  * allow the last CPU to enter dyntick-idle mode.  But fast dyntick-idle
1490  * entry is not configured, so we never do need to.
1491  */
1492 static void rcu_needs_cpu_flush(void)
1493 {
1494 }
1495
1496 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1497
1498 #define RCU_NEEDS_CPU_FLUSHES 5
1499 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_dyntick_drain);
1500 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, rcu_dyntick_holdoff);
1501
1502 /*
1503  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1504  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1505  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1506  * an exported member of the RCU API.
1507  *
1508  * Because we are not supporting preemptible RCU, attempt to accelerate
1509  * any current grace periods so that RCU no longer needs this CPU, but
1510  * only if all other CPUs are already in dynticks-idle mode.  This will
1511  * allow the CPU cores to be powered down immediately, as opposed to after
1512  * waiting many milliseconds for grace periods to elapse.
1513  *
1514  * Because it is not legal to invoke rcu_process_callbacks() with irqs
1515  * disabled, we do one pass of force_quiescent_state(), then do a
1516  * invoke_rcu_cpu_kthread() to cause rcu_process_callbacks() to be invoked
1517  * later.  The per-cpu rcu_dyntick_drain variable controls the sequencing.
1518  */
1519 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1520 {
1521         int c = 0;
1522         int snap;
1523         int thatcpu;
1524
1525         /* Check for being in the holdoff period. */
1526         if (per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) == jiffies)
1527                 return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1528
1529         /* Don't bother unless we are the last non-dyntick-idle CPU. */
1530         for_each_online_cpu(thatcpu) {
1531                 if (thatcpu == cpu)
1532                         continue;
1533                 snap = atomic_add_return(0, &per_cpu(rcu_dynticks,
1534                                                      thatcpu).dynticks);
1535                 smp_mb(); /* Order sampling of snap with end of grace period. */
1536                 if ((snap & 0x1) != 0) {
1537                         per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) = 0;
1538                         per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) = jiffies - 1;
1539                         return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1540                 }
1541         }
1542
1543         /* Check and update the rcu_dyntick_drain sequencing. */
1544         if (per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0) {
1545                 /* First time through, initialize the counter. */
1546                 per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) = RCU_NEEDS_CPU_FLUSHES;
1547         } else if (--per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0) {
1548                 /* We have hit the limit, so time to give up. */
1549                 per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) = jiffies;
1550                 return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1551         }
1552
1553         /* Do one step pushing remaining RCU callbacks through. */
1554         if (per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist) {
1555                 rcu_sched_qs(cpu);
1556                 force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
1557                 c = c || per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist;
1558         }
1559         if (per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist) {
1560                 rcu_bh_qs(cpu);
1561                 force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
1562                 c = c || per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist;
1563         }
1564
1565         /* If RCU callbacks are still pending, RCU still needs this CPU. */
1566         if (c)
1567                 invoke_rcu_cpu_kthread();
1568         return c;
1569 }
1570
1571 /*
1572  * Check to see if we need to continue a callback-flush operations to
1573  * allow the last CPU to enter dyntick-idle mode.
1574  */
1575 static void rcu_needs_cpu_flush(void)
1576 {
1577         int cpu = smp_processor_id();
1578         unsigned long flags;
1579
1580         if (per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0)
1581                 return;
1582         local_irq_save(flags);
1583         (void)rcu_needs_cpu(cpu);
1584         local_irq_restore(flags);
1585 }
1586
1587 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */