rcu,cleanup: simplify the code when cpu is dying
[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 #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 #ifndef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
58         printk(KERN_INFO
59                "\tRCU-based detection of stalled CPUs is disabled.\n");
60 #endif
61 #if defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU) && !defined(CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE)
62         printk(KERN_INFO "\tVerbose stalled-CPUs detection is disabled.\n");
63 #endif
64 #if NUM_RCU_LVL_4 != 0
65         printk(KERN_INFO "\tExperimental four-level hierarchy is enabled.\n");
66 #endif
67 }
68
69 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
70
71 struct rcu_state rcu_preempt_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt_state);
72 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_preempt_data);
73
74 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp);
75
76 /*
77  * Tell them what RCU they are running.
78  */
79 static void __init rcu_bootup_announce(void)
80 {
81         printk(KERN_INFO "Preemptable hierarchical RCU implementation.\n");
82         rcu_bootup_announce_oddness();
83 }
84
85 /*
86  * Return the number of RCU-preempt batches processed thus far
87  * for debug and statistics.
88  */
89 long rcu_batches_completed_preempt(void)
90 {
91         return rcu_preempt_state.completed;
92 }
93 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_preempt);
94
95 /*
96  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
97  */
98 long rcu_batches_completed(void)
99 {
100         return rcu_batches_completed_preempt();
101 }
102 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
103
104 /*
105  * Force a quiescent state for preemptible RCU.
106  */
107 void rcu_force_quiescent_state(void)
108 {
109         force_quiescent_state(&rcu_preempt_state, 0);
110 }
111 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
112
113 /*
114  * Record a preemptable-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
115  * that this just means that the task currently running on the CPU is
116  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
117  * while in an RCU read-side critical section.
118  *
119  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
120  * must disable irqs in order to protect the assignment to
121  * ->rcu_read_unlock_special.
122  */
123 static void rcu_preempt_qs(int cpu)
124 {
125         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
126
127         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
128         barrier();
129         rdp->passed_quiesc = 1;
130         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
131 }
132
133 /*
134  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
135  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
136  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
137  * record that fact, so we enqueue the task on the appropriate entry
138  * of the blocked_tasks[] array.  The task will dequeue itself when
139  * it exits the outermost enclosing RCU read-side critical section.
140  * Therefore, the current grace period cannot be permitted to complete
141  * until the blocked_tasks[] entry indexed by the low-order bit of
142  * rnp->gpnum empties.
143  *
144  * Caller must disable preemption.
145  */
146 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
147 {
148         struct task_struct *t = current;
149         unsigned long flags;
150         int phase;
151         struct rcu_data *rdp;
152         struct rcu_node *rnp;
153
154         if (t->rcu_read_lock_nesting &&
155             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
156
157                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
158                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_preempt_state.rda, cpu);
159                 rnp = rdp->mynode;
160                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
161                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
162                 t->rcu_blocked_node = rnp;
163
164                 /*
165                  * If this CPU has already checked in, then this task
166                  * will hold up the next grace period rather than the
167                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
168                  * If the task is queued for the current grace period
169                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
170                  * state for the current grace period), then as long
171                  * as that task remains queued, the current grace period
172                  * cannot end.
173                  *
174                  * But first, note that the current CPU must still be
175                  * on line!
176                  */
177                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) == 0);
178                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
179                 phase = (rnp->gpnum + !(rnp->qsmask & rdp->grpmask)) & 0x1;
180                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blocked_tasks[phase]);
181                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
182         }
183
184         /*
185          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
186          * begin with, or we have now recorded that critical section
187          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
188          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
189          * section, and if that critical section was blocking the current
190          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
191          * means that we continue to block the current grace period.
192          */
193         local_irq_save(flags);
194         rcu_preempt_qs(cpu);
195         local_irq_restore(flags);
196 }
197
198 /*
199  * Tree-preemptable RCU implementation for rcu_read_lock().
200  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
201  * if we block.
202  */
203 void __rcu_read_lock(void)
204 {
205         current->rcu_read_lock_nesting++;
206         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_lock in rcutree.c */
207 }
208 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
209
210 /*
211  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
212  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
213  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
214  */
215 static int rcu_preempted_readers(struct rcu_node *rnp)
216 {
217         int phase = rnp->gpnum & 0x1;
218
219         return !list_empty(&rnp->blocked_tasks[phase]) ||
220                !list_empty(&rnp->blocked_tasks[phase + 2]);
221 }
222
223 /*
224  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
225  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
226  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
227  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
228  * disabled.
229  */
230 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
231         __releases(rnp->lock)
232 {
233         unsigned long mask;
234         struct rcu_node *rnp_p;
235
236         if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
237                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
238                 return;  /* Still need more quiescent states! */
239         }
240
241         rnp_p = rnp->parent;
242         if (rnp_p == NULL) {
243                 /*
244                  * Either there is only one rcu_node in the tree,
245                  * or tasks were kicked up to root rcu_node due to
246                  * CPUs going offline.
247                  */
248                 rcu_report_qs_rsp(&rcu_preempt_state, flags);
249                 return;
250         }
251
252         /* Report up the rest of the hierarchy. */
253         mask = rnp->grpmask;
254         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
255         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
256         rcu_report_qs_rnp(mask, &rcu_preempt_state, rnp_p, flags);
257 }
258
259 /*
260  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
261  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
262  * read-side critical section.
263  */
264 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
265 {
266         int empty;
267         int empty_exp;
268         unsigned long flags;
269         struct rcu_node *rnp;
270         int special;
271
272         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
273         if (in_nmi())
274                 return;
275
276         local_irq_save(flags);
277
278         /*
279          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
280          * let it know that we have done so.
281          */
282         special = t->rcu_read_unlock_special;
283         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS) {
284                 rcu_preempt_qs(smp_processor_id());
285         }
286
287         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
288         if (in_irq()) {
289                 local_irq_restore(flags);
290                 return;
291         }
292
293         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
294         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
295                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
296
297                 /*
298                  * Remove this task from the list it blocked on.  The
299                  * task can migrate while we acquire the lock, but at
300                  * most one time.  So at most two passes through loop.
301                  */
302                 for (;;) {
303                         rnp = t->rcu_blocked_node;
304                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
305                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
306                                 break;
307                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
308                 }
309                 empty = !rcu_preempted_readers(rnp);
310                 empty_exp = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
311                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
312                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
313                 t->rcu_blocked_node = NULL;
314
315                 /*
316                  * If this was the last task on the current list, and if
317                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
318                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock.
319                  */
320                 if (empty)
321                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
322                 else
323                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
324
325                 /*
326                  * If this was the last task on the expedited lists,
327                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
328                  */
329                 if (!empty_exp && !rcu_preempted_readers_exp(rnp))
330                         rcu_report_exp_rnp(&rcu_preempt_state, rnp);
331         } else {
332                 local_irq_restore(flags);
333         }
334 }
335
336 /*
337  * Tree-preemptable RCU implementation for rcu_read_unlock().
338  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
339  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
340  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
341  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
342  */
343 void __rcu_read_unlock(void)
344 {
345         struct task_struct *t = current;
346
347         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_unlock in rcutree.c */
348         --t->rcu_read_lock_nesting;
349         barrier();  /* decrement before load of ->rcu_read_unlock_special */
350         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0 &&
351             unlikely(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_unlock_special)))
352                 rcu_read_unlock_special(t);
353 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
354         WARN_ON_ONCE(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting) < 0);
355 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING */
356 }
357 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
358
359 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
360
361 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE
362
363 /*
364  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
365  * grace period on the specified rcu_node structure.
366  */
367 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
368 {
369         unsigned long flags;
370         struct list_head *lp;
371         int phase;
372         struct task_struct *t;
373
374         if (rcu_preempted_readers(rnp)) {
375                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
376                 phase = rnp->gpnum & 0x1;
377                 lp = &rnp->blocked_tasks[phase];
378                 list_for_each_entry(t, lp, rcu_node_entry)
379                         sched_show_task(t);
380                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
381         }
382 }
383
384 /*
385  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
386  * grace period.
387  */
388 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
389 {
390         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
391
392         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
393         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
394                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
395 }
396
397 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
398
399 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
400 {
401 }
402
403 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
404
405 /*
406  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
407  * sections, printing out the tid of each.
408  */
409 static void rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
410 {
411         struct list_head *lp;
412         int phase;
413         struct task_struct *t;
414
415         if (rcu_preempted_readers(rnp)) {
416                 phase = rnp->gpnum & 0x1;
417                 lp = &rnp->blocked_tasks[phase];
418                 list_for_each_entry(t, lp, rcu_node_entry)
419                         printk(" P%d", t->pid);
420         }
421 }
422
423 /*
424  * Suppress preemptible RCU's CPU stall warnings by pushing the
425  * time of the next stall-warning message comfortably far into the
426  * future.
427  */
428 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
429 {
430         rcu_preempt_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
431 }
432
433 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
434
435 /*
436  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
437  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
438  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
439  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
440  * must be held by the caller.
441  */
442 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
443 {
444         WARN_ON_ONCE(rcu_preempted_readers(rnp));
445         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
446 }
447
448 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
449
450 /*
451  * Handle tasklist migration for case in which all CPUs covered by the
452  * specified rcu_node have gone offline.  Move them up to the root
453  * rcu_node.  The reason for not just moving them to the immediate
454  * parent is to remove the need for rcu_read_unlock_special() to
455  * make more than two attempts to acquire the target rcu_node's lock.
456  * Returns true if there were tasks blocking the current RCU grace
457  * period.
458  *
459  * Returns 1 if there was previously a task blocking the current grace
460  * period on the specified rcu_node structure.
461  *
462  * The caller must hold rnp->lock with irqs disabled.
463  */
464 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
465                                      struct rcu_node *rnp,
466                                      struct rcu_data *rdp)
467 {
468         int i;
469         struct list_head *lp;
470         struct list_head *lp_root;
471         int retval = 0;
472         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
473         struct task_struct *tp;
474
475         if (rnp == rnp_root) {
476                 WARN_ONCE(1, "Last CPU thought to be offlined?");
477                 return 0;  /* Shouldn't happen: at least one CPU online. */
478         }
479         WARN_ON_ONCE(rnp != rdp->mynode &&
480                      (!list_empty(&rnp->blocked_tasks[0]) ||
481                       !list_empty(&rnp->blocked_tasks[1]) ||
482                       !list_empty(&rnp->blocked_tasks[2]) ||
483                       !list_empty(&rnp->blocked_tasks[3])));
484
485         /*
486          * Move tasks up to root rcu_node.  Rely on the fact that the
487          * root rcu_node can be at most one ahead of the rest of the
488          * rcu_nodes in terms of gp_num value.  This fact allows us to
489          * move the blocked_tasks[] array directly, element by element.
490          */
491         if (rcu_preempted_readers(rnp))
492                 retval |= RCU_OFL_TASKS_NORM_GP;
493         if (rcu_preempted_readers_exp(rnp))
494                 retval |= RCU_OFL_TASKS_EXP_GP;
495         for (i = 0; i < 4; i++) {
496                 lp = &rnp->blocked_tasks[i];
497                 lp_root = &rnp_root->blocked_tasks[i];
498                 while (!list_empty(lp)) {
499                         tp = list_entry(lp->next, typeof(*tp), rcu_node_entry);
500                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
501                         list_del(&tp->rcu_node_entry);
502                         tp->rcu_blocked_node = rnp_root;
503                         list_add(&tp->rcu_node_entry, lp_root);
504                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs remain disabled */
505                 }
506         }
507         return retval;
508 }
509
510 /*
511  * Do CPU-offline processing for preemptable RCU.
512  */
513 static void rcu_preempt_offline_cpu(int cpu)
514 {
515         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_preempt_state);
516 }
517
518 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
519
520 /*
521  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
522  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
523  * which is checked elsewhere.
524  *
525  * Caller must disable hard irqs.
526  */
527 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
528 {
529         struct task_struct *t = current;
530
531         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
532                 rcu_preempt_qs(cpu);
533                 return;
534         }
535         if (per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).qs_pending)
536                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
537 }
538
539 /*
540  * Process callbacks for preemptable RCU.
541  */
542 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
543 {
544         __rcu_process_callbacks(&rcu_preempt_state,
545                                 &__get_cpu_var(rcu_preempt_data));
546 }
547
548 /*
549  * Queue a preemptable-RCU callback for invocation after a grace period.
550  */
551 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
552 {
553         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state);
554 }
555 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
556
557 /**
558  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
559  *
560  * Control will return to the caller some time after a full grace
561  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
562  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
563  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
564  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
565  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
566  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
567  */
568 void synchronize_rcu(void)
569 {
570         struct rcu_synchronize rcu;
571
572         if (!rcu_scheduler_active)
573                 return;
574
575         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
576         init_completion(&rcu.completion);
577         /* Will wake me after RCU finished. */
578         call_rcu(&rcu.head, wakeme_after_rcu);
579         /* Wait for it. */
580         wait_for_completion(&rcu.completion);
581         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
582 }
583 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
584
585 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
586 static long sync_rcu_preempt_exp_count;
587 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
588
589 /*
590  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
591  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
592  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
593  * progress, returns zero unconditionally.
594  */
595 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp)
596 {
597         return !list_empty(&rnp->blocked_tasks[2]) ||
598                !list_empty(&rnp->blocked_tasks[3]);
599 }
600
601 /*
602  * return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
603  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
604  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
605  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
606  * RCU -- other RCU implementation use other means.
607  *
608  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
609  */
610 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
611 {
612         return !rcu_preempted_readers_exp(rnp) &&
613                ACCESS_ONCE(rnp->expmask) == 0;
614 }
615
616 /*
617  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
618  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
619  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
620  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
621  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
622  * iteratively!)
623  *
624  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
625  */
626 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
627 {
628         unsigned long flags;
629         unsigned long mask;
630
631         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
632         for (;;) {
633                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp))
634                         break;
635                 if (rnp->parent == NULL) {
636                         wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
637                         break;
638                 }
639                 mask = rnp->grpmask;
640                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
641                 rnp = rnp->parent;
642                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
643                 rnp->expmask &= ~mask;
644         }
645         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
646 }
647
648 /*
649  * Snapshot the tasks blocking the newly started preemptible-RCU expedited
650  * grace period for the specified rcu_node structure.  If there are no such
651  * tasks, report it up the rcu_node hierarchy.
652  *
653  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex and rsp->onofflock.
654  */
655 static void
656 sync_rcu_preempt_exp_init(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
657 {
658         int must_wait;
659
660         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
661         list_splice_init(&rnp->blocked_tasks[0], &rnp->blocked_tasks[2]);
662         list_splice_init(&rnp->blocked_tasks[1], &rnp->blocked_tasks[3]);
663         must_wait = rcu_preempted_readers_exp(rnp);
664         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
665         if (!must_wait)
666                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp);
667 }
668
669 /*
670  * Wait for an rcu-preempt grace period, but expedite it.  The basic idea
671  * is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
672  * the ->blocked_tasks[] lists, move all entries from the first set of
673  * ->blocked_tasks[] lists to the second set, and finally wait for this
674  * second set to drain.
675  */
676 void synchronize_rcu_expedited(void)
677 {
678         unsigned long flags;
679         struct rcu_node *rnp;
680         struct rcu_state *rsp = &rcu_preempt_state;
681         long snap;
682         int trycount = 0;
683
684         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
685         snap = ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) + 1;
686         smp_mb(); /* Above access cannot bleed into critical section. */
687
688         /*
689          * Acquire lock, falling back to synchronize_rcu() if too many
690          * lock-acquisition failures.  Of course, if someone does the
691          * expedited grace period for us, just leave.
692          */
693         while (!mutex_trylock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex)) {
694                 if (trycount++ < 10)
695                         udelay(trycount * num_online_cpus());
696                 else {
697                         synchronize_rcu();
698                         return;
699                 }
700                 if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
701                         goto mb_ret; /* Others did our work for us. */
702         }
703         if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
704                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
705
706         /* force all RCU readers onto blocked_tasks[]. */
707         synchronize_sched_expedited();
708
709         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
710
711         /* Initialize ->expmask for all non-leaf rcu_node structures. */
712         rcu_for_each_nonleaf_node_breadth_first(rsp, rnp) {
713                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
714                 rnp->expmask = rnp->qsmaskinit;
715                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
716         }
717
718         /* Snapshot current state of ->blocked_tasks[] lists. */
719         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
720                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rnp);
721         if (NUM_RCU_NODES > 1)
722                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rcu_get_root(rsp));
723
724         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
725
726         /* Wait for snapshotted ->blocked_tasks[] lists to drain. */
727         rnp = rcu_get_root(rsp);
728         wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
729                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp));
730
731         /* Clean up and exit. */
732         smp_mb(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
733         ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count)++;
734 unlock_mb_ret:
735         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
736 mb_ret:
737         smp_mb(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
738 }
739 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
740
741 /*
742  * Check to see if there is any immediate preemptable-RCU-related work
743  * to be done.
744  */
745 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
746 {
747         return __rcu_pending(&rcu_preempt_state,
748                              &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu));
749 }
750
751 /*
752  * Does preemptable RCU need the CPU to stay out of dynticks mode?
753  */
754 static int rcu_preempt_needs_cpu(int cpu)
755 {
756         return !!per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).nxtlist;
757 }
758
759 /**
760  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
761  */
762 void rcu_barrier(void)
763 {
764         _rcu_barrier(&rcu_preempt_state, call_rcu);
765 }
766 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
767
768 /*
769  * Initialize preemptable RCU's per-CPU data.
770  */
771 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
772 {
773         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_preempt_state, 1);
774 }
775
776 /*
777  * Move preemptable DYING RCU's callbacks to other online CPU.
778  */
779 static void rcu_preempt_send_cbs_to_online(void)
780 {
781         rcu_send_cbs_to_online(&rcu_preempt_state);
782 }
783
784 /*
785  * Initialize preemptable RCU's state structures.
786  */
787 static void __init __rcu_init_preempt(void)
788 {
789         rcu_init_one(&rcu_preempt_state, &rcu_preempt_data);
790 }
791
792 /*
793  * Check for a task exiting while in a preemptable-RCU read-side
794  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
795  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
796  * is enabled.
797  */
798 void exit_rcu(void)
799 {
800         struct task_struct *t = current;
801
802         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0)
803                 return;
804         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
805         rcu_read_unlock();
806 }
807
808 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
809
810 /*
811  * Tell them what RCU they are running.
812  */
813 static void __init rcu_bootup_announce(void)
814 {
815         printk(KERN_INFO "Hierarchical RCU implementation.\n");
816         rcu_bootup_announce_oddness();
817 }
818
819 /*
820  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
821  */
822 long rcu_batches_completed(void)
823 {
824         return rcu_batches_completed_sched();
825 }
826 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
827
828 /*
829  * Force a quiescent state for RCU, which, because there is no preemptible
830  * RCU, becomes the same as rcu-sched.
831  */
832 void rcu_force_quiescent_state(void)
833 {
834         rcu_sched_force_quiescent_state();
835 }
836 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
837
838 /*
839  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
840  * CPUs being in quiescent states.
841  */
842 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
843 {
844 }
845
846 /*
847  * Because preemptable RCU does not exist, there are never any preempted
848  * RCU readers.
849  */
850 static int rcu_preempted_readers(struct rcu_node *rnp)
851 {
852         return 0;
853 }
854
855 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
856
857 /* Because preemptible RCU does not exist, no quieting of tasks. */
858 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
859 {
860         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
861 }
862
863 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
864
865 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
866
867 /*
868  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
869  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
870  */
871 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
872 {
873 }
874
875 /*
876  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
877  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
878  */
879 static void rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
880 {
881 }
882
883 /*
884  * Because preemptible RCU does not exist, there is no need to suppress
885  * its CPU stall warnings.
886  */
887 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
888 {
889 }
890
891 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
892
893 /*
894  * Because there is no preemptable RCU, there can be no readers blocked,
895  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
896  * bogus qsmask values.
897  */
898 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
899 {
900         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
901 }
902
903 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
904
905 /*
906  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs to migrate
907  * tasks that were blocked within RCU read-side critical sections, and
908  * such non-existent tasks cannot possibly have been blocking the current
909  * grace period.
910  */
911 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
912                                      struct rcu_node *rnp,
913                                      struct rcu_data *rdp)
914 {
915         return 0;
916 }
917
918 /*
919  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs CPU-offline
920  * processing.
921  */
922 static void rcu_preempt_offline_cpu(int cpu)
923 {
924 }
925
926 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
927
928 /*
929  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any callbacks
930  * to check.
931  */
932 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
933 {
934 }
935
936 /*
937  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any callbacks
938  * to process.
939  */
940 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
941 {
942 }
943
944 /*
945  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
946  * But because preemptable RCU does not exist, map to rcu-sched.
947  */
948 void synchronize_rcu_expedited(void)
949 {
950         synchronize_sched_expedited();
951 }
952 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
953
954 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
955
956 /*
957  * Because preemptable RCU does not exist, there is never any need to
958  * report on tasks preempted in RCU read-side critical sections during
959  * expedited RCU grace periods.
960  */
961 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
962 {
963         return;
964 }
965
966 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
967
968 /*
969  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any work to do.
970  */
971 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
972 {
973         return 0;
974 }
975
976 /*
977  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs any CPU.
978  */
979 static int rcu_preempt_needs_cpu(int cpu)
980 {
981         return 0;
982 }
983
984 /*
985  * Because preemptable RCU does not exist, rcu_barrier() is just
986  * another name for rcu_barrier_sched().
987  */
988 void rcu_barrier(void)
989 {
990         rcu_barrier_sched();
991 }
992 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
993
994 /*
995  * Because preemptable RCU does not exist, there is no per-CPU
996  * data to initialize.
997  */
998 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
999 {
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Because there is no preemptable RCU, there are no callbacks to move.
1004  */
1005 static void rcu_preempt_send_cbs_to_online(void)
1006 {
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Because preemptable RCU does not exist, it need not be initialized.
1011  */
1012 static void __init __rcu_init_preempt(void)
1013 {
1014 }
1015
1016 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1017
1018 #ifndef CONFIG_SMP
1019
1020 void synchronize_sched_expedited(void)
1021 {
1022         cond_resched();
1023 }
1024 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
1025
1026 #else /* #ifndef CONFIG_SMP */
1027
1028 static atomic_t synchronize_sched_expedited_count = ATOMIC_INIT(0);
1029
1030 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
1031 {
1032         /*
1033          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
1034          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
1035          * time that it returns.
1036          *
1037          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
1038          * above condition is already met when the control reaches
1039          * this point and the following smp_mb() is not strictly
1040          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
1041          * robustness against future implementation changes.
1042          */
1043         smp_mb(); /* See above comment block. */
1044         return 0;
1045 }
1046
1047 /*
1048  * Wait for an rcu-sched grace period to elapse, but use "big hammer"
1049  * approach to force grace period to end quickly.  This consumes
1050  * significant time on all CPUs, and is thus not recommended for
1051  * any sort of common-case code.
1052  *
1053  * Note that it is illegal to call this function while holding any
1054  * lock that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  Failing to
1055  * observe this restriction will result in deadlock.
1056  */
1057 void synchronize_sched_expedited(void)
1058 {
1059         int snap, trycount = 0;
1060
1061         smp_mb();  /* ensure prior mod happens before capturing snap. */
1062         snap = atomic_read(&synchronize_sched_expedited_count) + 1;
1063         get_online_cpus();
1064         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
1065                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
1066                              NULL) == -EAGAIN) {
1067                 put_online_cpus();
1068                 if (trycount++ < 10)
1069                         udelay(trycount * num_online_cpus());
1070                 else {
1071                         synchronize_sched();
1072                         return;
1073                 }
1074                 if (atomic_read(&synchronize_sched_expedited_count) - snap > 0) {
1075                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
1076                         return;
1077                 }
1078                 get_online_cpus();
1079         }
1080         atomic_inc(&synchronize_sched_expedited_count);
1081         smp_mb__after_atomic_inc(); /* ensure post-GP actions seen after GP. */
1082         put_online_cpus();
1083 }
1084 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
1085
1086 #endif /* #else #ifndef CONFIG_SMP */
1087
1088 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1089
1090 /*
1091  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1092  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1093  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1094  * an exported member of the RCU API.
1095  *
1096  * Because we have preemptible RCU, just check whether this CPU needs
1097  * any flavor of RCU.  Do not chew up lots of CPU cycles with preemption
1098  * disabled in a most-likely vain attempt to cause RCU not to need this CPU.
1099  */
1100 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1101 {
1102         return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Check to see if we need to continue a callback-flush operations to
1107  * allow the last CPU to enter dyntick-idle mode.  But fast dyntick-idle
1108  * entry is not configured, so we never do need to.
1109  */
1110 static void rcu_needs_cpu_flush(void)
1111 {
1112 }
1113
1114 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1115
1116 #define RCU_NEEDS_CPU_FLUSHES 5
1117 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_dyntick_drain);
1118 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, rcu_dyntick_holdoff);
1119
1120 /*
1121  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1122  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1123  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1124  * an exported member of the RCU API.
1125  *
1126  * Because we are not supporting preemptible RCU, attempt to accelerate
1127  * any current grace periods so that RCU no longer needs this CPU, but
1128  * only if all other CPUs are already in dynticks-idle mode.  This will
1129  * allow the CPU cores to be powered down immediately, as opposed to after
1130  * waiting many milliseconds for grace periods to elapse.
1131  *
1132  * Because it is not legal to invoke rcu_process_callbacks() with irqs
1133  * disabled, we do one pass of force_quiescent_state(), then do a
1134  * raise_softirq() to cause rcu_process_callbacks() to be invoked later.
1135  * The per-cpu rcu_dyntick_drain variable controls the sequencing.
1136  */
1137 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1138 {
1139         int c = 0;
1140         int snap;
1141         int snap_nmi;
1142         int thatcpu;
1143
1144         /* Check for being in the holdoff period. */
1145         if (per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) == jiffies)
1146                 return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1147
1148         /* Don't bother unless we are the last non-dyntick-idle CPU. */
1149         for_each_online_cpu(thatcpu) {
1150                 if (thatcpu == cpu)
1151                         continue;
1152                 snap = per_cpu(rcu_dynticks, thatcpu).dynticks;
1153                 snap_nmi = per_cpu(rcu_dynticks, thatcpu).dynticks_nmi;
1154                 smp_mb(); /* Order sampling of snap with end of grace period. */
1155                 if (((snap & 0x1) != 0) || ((snap_nmi & 0x1) != 0)) {
1156                         per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) = 0;
1157                         per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) = jiffies - 1;
1158                         return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1159                 }
1160         }
1161
1162         /* Check and update the rcu_dyntick_drain sequencing. */
1163         if (per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0) {
1164                 /* First time through, initialize the counter. */
1165                 per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) = RCU_NEEDS_CPU_FLUSHES;
1166         } else if (--per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0) {
1167                 /* We have hit the limit, so time to give up. */
1168                 per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) = jiffies;
1169                 return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1170         }
1171
1172         /* Do one step pushing remaining RCU callbacks through. */
1173         if (per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist) {
1174                 rcu_sched_qs(cpu);
1175                 force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
1176                 c = c || per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist;
1177         }
1178         if (per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist) {
1179                 rcu_bh_qs(cpu);
1180                 force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
1181                 c = c || per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist;
1182         }
1183
1184         /* If RCU callbacks are still pending, RCU still needs this CPU. */
1185         if (c)
1186                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1187         return c;
1188 }
1189
1190 /*
1191  * Check to see if we need to continue a callback-flush operations to
1192  * allow the last CPU to enter dyntick-idle mode.
1193  */
1194 static void rcu_needs_cpu_flush(void)
1195 {
1196         int cpu = smp_processor_id();
1197         unsigned long flags;
1198
1199         if (per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0)
1200                 return;
1201         local_irq_save(flags);
1202         (void)rcu_needs_cpu(cpu);
1203         local_irq_restore(flags);
1204 }
1205
1206 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */