rcu: permit suppressing current grace period's CPU stall warnings
[linux-2.6.git] / kernel / rcutree_plugin.h
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
3  * Internal non-public definitions that provide either classic
4  * or preemptable semantics.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
19  *
20  * Copyright Red Hat, 2009
21  * Copyright IBM Corporation, 2009
22  *
23  * Author: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
24  *         Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com>
25  */
26
27 #include <linux/delay.h>
28
29 /*
30  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
31  * messages about anything out of the ordinary.  If you like #ifdef, you
32  * will love this function.
33  */
34 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
35 {
36 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
37         printk(KERN_INFO "\tRCU debugfs-based tracing is enabled.\n");
38 #endif
39 #if (defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 64) || (!defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 32)
40         printk(KERN_INFO "\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d\n",
41                CONFIG_RCU_FANOUT);
42 #endif
43 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
44         printk(KERN_INFO "\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
45 #endif
46 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
47         printk(KERN_INFO
48                "\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
49 #endif
50 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
51         printk(KERN_INFO "\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
52 #endif
53 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE
54         printk(KERN_INFO "\tRCU torture testing starts during boot.\n");
55 #endif
56 #ifndef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
57         printk(KERN_INFO
58                "\tRCU-based detection of stalled CPUs is disabled.\n");
59 #endif
60 #ifndef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE
61         printk(KERN_INFO "\tVerbose stalled-CPUs detection is disabled.\n");
62 #endif
63 #if NUM_RCU_LVL_4 != 0
64         printk(KERN_INFO "\tExperimental four-level hierarchy is enabled.\n");
65 #endif
66 }
67
68 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
69
70 struct rcu_state rcu_preempt_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt_state);
71 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_preempt_data);
72
73 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp);
74
75 /*
76  * Tell them what RCU they are running.
77  */
78 static void __init rcu_bootup_announce(void)
79 {
80         printk(KERN_INFO "Preemptable hierarchical RCU implementation.\n");
81         rcu_bootup_announce_oddness();
82 }
83
84 /*
85  * Return the number of RCU-preempt batches processed thus far
86  * for debug and statistics.
87  */
88 long rcu_batches_completed_preempt(void)
89 {
90         return rcu_preempt_state.completed;
91 }
92 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_preempt);
93
94 /*
95  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
96  */
97 long rcu_batches_completed(void)
98 {
99         return rcu_batches_completed_preempt();
100 }
101 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
102
103 /*
104  * Force a quiescent state for preemptible RCU.
105  */
106 void rcu_force_quiescent_state(void)
107 {
108         force_quiescent_state(&rcu_preempt_state, 0);
109 }
110 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
111
112 /*
113  * Record a preemptable-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
114  * that this just means that the task currently running on the CPU is
115  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
116  * while in an RCU read-side critical section.
117  *
118  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
119  * must disable irqs in order to protect the assignment to
120  * ->rcu_read_unlock_special.
121  */
122 static void rcu_preempt_qs(int cpu)
123 {
124         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
125
126         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
127         barrier();
128         rdp->passed_quiesc = 1;
129         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
130 }
131
132 /*
133  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
134  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
135  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
136  * record that fact, so we enqueue the task on the appropriate entry
137  * of the blocked_tasks[] array.  The task will dequeue itself when
138  * it exits the outermost enclosing RCU read-side critical section.
139  * Therefore, the current grace period cannot be permitted to complete
140  * until the blocked_tasks[] entry indexed by the low-order bit of
141  * rnp->gpnum empties.
142  *
143  * Caller must disable preemption.
144  */
145 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
146 {
147         struct task_struct *t = current;
148         unsigned long flags;
149         int phase;
150         struct rcu_data *rdp;
151         struct rcu_node *rnp;
152
153         if (t->rcu_read_lock_nesting &&
154             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
155
156                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
157                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_preempt_state.rda, cpu);
158                 rnp = rdp->mynode;
159                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
160                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
161                 t->rcu_blocked_node = rnp;
162
163                 /*
164                  * If this CPU has already checked in, then this task
165                  * will hold up the next grace period rather than the
166                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
167                  * If the task is queued for the current grace period
168                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
169                  * state for the current grace period), then as long
170                  * as that task remains queued, the current grace period
171                  * cannot end.
172                  *
173                  * But first, note that the current CPU must still be
174                  * on line!
175                  */
176                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) == 0);
177                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
178                 phase = (rnp->gpnum + !(rnp->qsmask & rdp->grpmask)) & 0x1;
179                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blocked_tasks[phase]);
180                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
181         }
182
183         /*
184          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
185          * begin with, or we have now recorded that critical section
186          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
187          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
188          * section, and if that critical section was blocking the current
189          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
190          * means that we continue to block the current grace period.
191          */
192         local_irq_save(flags);
193         rcu_preempt_qs(cpu);
194         local_irq_restore(flags);
195 }
196
197 /*
198  * Tree-preemptable RCU implementation for rcu_read_lock().
199  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
200  * if we block.
201  */
202 void __rcu_read_lock(void)
203 {
204         ACCESS_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting)++;
205         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_lock in rcutree.c */
206 }
207 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
208
209 /*
210  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
211  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
212  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
213  */
214 static int rcu_preempted_readers(struct rcu_node *rnp)
215 {
216         int phase = rnp->gpnum & 0x1;
217
218         return !list_empty(&rnp->blocked_tasks[phase]) ||
219                !list_empty(&rnp->blocked_tasks[phase + 2]);
220 }
221
222 /*
223  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
224  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
225  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
226  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
227  * disabled.
228  */
229 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
230         __releases(rnp->lock)
231 {
232         unsigned long mask;
233         struct rcu_node *rnp_p;
234
235         if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
236                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
237                 return;  /* Still need more quiescent states! */
238         }
239
240         rnp_p = rnp->parent;
241         if (rnp_p == NULL) {
242                 /*
243                  * Either there is only one rcu_node in the tree,
244                  * or tasks were kicked up to root rcu_node due to
245                  * CPUs going offline.
246                  */
247                 rcu_report_qs_rsp(&rcu_preempt_state, flags);
248                 return;
249         }
250
251         /* Report up the rest of the hierarchy. */
252         mask = rnp->grpmask;
253         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
254         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
255         rcu_report_qs_rnp(mask, &rcu_preempt_state, rnp_p, flags);
256 }
257
258 /*
259  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
260  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
261  * read-side critical section.
262  */
263 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
264 {
265         int empty;
266         int empty_exp;
267         unsigned long flags;
268         struct rcu_node *rnp;
269         int special;
270
271         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
272         if (in_nmi())
273                 return;
274
275         local_irq_save(flags);
276
277         /*
278          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
279          * let it know that we have done so.
280          */
281         special = t->rcu_read_unlock_special;
282         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS) {
283                 rcu_preempt_qs(smp_processor_id());
284         }
285
286         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
287         if (in_irq()) {
288                 local_irq_restore(flags);
289                 return;
290         }
291
292         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
293         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
294                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
295
296                 /*
297                  * Remove this task from the list it blocked on.  The
298                  * task can migrate while we acquire the lock, but at
299                  * most one time.  So at most two passes through loop.
300                  */
301                 for (;;) {
302                         rnp = t->rcu_blocked_node;
303                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
304                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
305                                 break;
306                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
307                 }
308                 empty = !rcu_preempted_readers(rnp);
309                 empty_exp = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
310                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
311                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
312                 t->rcu_blocked_node = NULL;
313
314                 /*
315                  * If this was the last task on the current list, and if
316                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
317                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock.
318                  */
319                 if (empty)
320                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
321                 else
322                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
323
324                 /*
325                  * If this was the last task on the expedited lists,
326                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
327                  */
328                 if (!empty_exp && !rcu_preempted_readers_exp(rnp))
329                         rcu_report_exp_rnp(&rcu_preempt_state, rnp);
330         } else {
331                 local_irq_restore(flags);
332         }
333 }
334
335 /*
336  * Tree-preemptable RCU implementation for rcu_read_unlock().
337  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
338  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
339  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
340  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
341  */
342 void __rcu_read_unlock(void)
343 {
344         struct task_struct *t = current;
345
346         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_unlock in rcutree.c */
347         if (--ACCESS_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting) == 0 &&
348             unlikely(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_unlock_special)))
349                 rcu_read_unlock_special(t);
350 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
351         WARN_ON_ONCE(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting) < 0);
352 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING */
353 }
354 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
355
356 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
357
358 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE
359
360 /*
361  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
362  * grace period on the specified rcu_node structure.
363  */
364 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
365 {
366         unsigned long flags;
367         struct list_head *lp;
368         int phase;
369         struct task_struct *t;
370
371         if (rcu_preempted_readers(rnp)) {
372                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
373                 phase = rnp->gpnum & 0x1;
374                 lp = &rnp->blocked_tasks[phase];
375                 list_for_each_entry(t, lp, rcu_node_entry)
376                         sched_show_task(t);
377                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
378         }
379 }
380
381 /*
382  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
383  * grace period.
384  */
385 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
386 {
387         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
388
389         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
390         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
391                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
392 }
393
394 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
395
396 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
397 {
398 }
399
400 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
401
402 /*
403  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
404  * sections, printing out the tid of each.
405  */
406 static void rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
407 {
408         struct list_head *lp;
409         int phase;
410         struct task_struct *t;
411
412         if (rcu_preempted_readers(rnp)) {
413                 phase = rnp->gpnum & 0x1;
414                 lp = &rnp->blocked_tasks[phase];
415                 list_for_each_entry(t, lp, rcu_node_entry)
416                         printk(" P%d", t->pid);
417         }
418 }
419
420 /*
421  * Suppress preemptible RCU's CPU stall warnings by pushing the
422  * time of the next stall-warning message comfortably far into the
423  * future.
424  */
425 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
426 {
427         rcu_preempt_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
428 }
429
430 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
431
432 /*
433  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
434  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
435  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
436  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
437  * must be held by the caller.
438  */
439 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
440 {
441         WARN_ON_ONCE(rcu_preempted_readers(rnp));
442         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
446
447 /*
448  * Handle tasklist migration for case in which all CPUs covered by the
449  * specified rcu_node have gone offline.  Move them up to the root
450  * rcu_node.  The reason for not just moving them to the immediate
451  * parent is to remove the need for rcu_read_unlock_special() to
452  * make more than two attempts to acquire the target rcu_node's lock.
453  * Returns true if there were tasks blocking the current RCU grace
454  * period.
455  *
456  * Returns 1 if there was previously a task blocking the current grace
457  * period on the specified rcu_node structure.
458  *
459  * The caller must hold rnp->lock with irqs disabled.
460  */
461 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
462                                      struct rcu_node *rnp,
463                                      struct rcu_data *rdp)
464 {
465         int i;
466         struct list_head *lp;
467         struct list_head *lp_root;
468         int retval = 0;
469         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
470         struct task_struct *tp;
471
472         if (rnp == rnp_root) {
473                 WARN_ONCE(1, "Last CPU thought to be offlined?");
474                 return 0;  /* Shouldn't happen: at least one CPU online. */
475         }
476         WARN_ON_ONCE(rnp != rdp->mynode &&
477                      (!list_empty(&rnp->blocked_tasks[0]) ||
478                       !list_empty(&rnp->blocked_tasks[1]) ||
479                       !list_empty(&rnp->blocked_tasks[2]) ||
480                       !list_empty(&rnp->blocked_tasks[3])));
481
482         /*
483          * Move tasks up to root rcu_node.  Rely on the fact that the
484          * root rcu_node can be at most one ahead of the rest of the
485          * rcu_nodes in terms of gp_num value.  This fact allows us to
486          * move the blocked_tasks[] array directly, element by element.
487          */
488         if (rcu_preempted_readers(rnp))
489                 retval |= RCU_OFL_TASKS_NORM_GP;
490         if (rcu_preempted_readers_exp(rnp))
491                 retval |= RCU_OFL_TASKS_EXP_GP;
492         for (i = 0; i < 4; i++) {
493                 lp = &rnp->blocked_tasks[i];
494                 lp_root = &rnp_root->blocked_tasks[i];
495                 while (!list_empty(lp)) {
496                         tp = list_entry(lp->next, typeof(*tp), rcu_node_entry);
497                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
498                         list_del(&tp->rcu_node_entry);
499                         tp->rcu_blocked_node = rnp_root;
500                         list_add(&tp->rcu_node_entry, lp_root);
501                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs remain disabled */
502                 }
503         }
504         return retval;
505 }
506
507 /*
508  * Do CPU-offline processing for preemptable RCU.
509  */
510 static void rcu_preempt_offline_cpu(int cpu)
511 {
512         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_preempt_state);
513 }
514
515 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
516
517 /*
518  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
519  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
520  * which is checked elsewhere.
521  *
522  * Caller must disable hard irqs.
523  */
524 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
525 {
526         struct task_struct *t = current;
527
528         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
529                 rcu_preempt_qs(cpu);
530                 return;
531         }
532         if (per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).qs_pending)
533                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
534 }
535
536 /*
537  * Process callbacks for preemptable RCU.
538  */
539 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
540 {
541         __rcu_process_callbacks(&rcu_preempt_state,
542                                 &__get_cpu_var(rcu_preempt_data));
543 }
544
545 /*
546  * Queue a preemptable-RCU callback for invocation after a grace period.
547  */
548 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
549 {
550         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state);
551 }
552 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
553
554 /**
555  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
556  *
557  * Control will return to the caller some time after a full grace
558  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
559  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
560  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
561  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
562  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
563  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
564  */
565 void synchronize_rcu(void)
566 {
567         struct rcu_synchronize rcu;
568
569         if (!rcu_scheduler_active)
570                 return;
571
572         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
573         init_completion(&rcu.completion);
574         /* Will wake me after RCU finished. */
575         call_rcu(&rcu.head, wakeme_after_rcu);
576         /* Wait for it. */
577         wait_for_completion(&rcu.completion);
578         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
579 }
580 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
581
582 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
583 static long sync_rcu_preempt_exp_count;
584 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
585
586 /*
587  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
588  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
589  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
590  * progress, returns zero unconditionally.
591  */
592 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp)
593 {
594         return !list_empty(&rnp->blocked_tasks[2]) ||
595                !list_empty(&rnp->blocked_tasks[3]);
596 }
597
598 /*
599  * return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
600  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
601  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
602  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
603  * RCU -- other RCU implementation use other means.
604  *
605  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
606  */
607 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
608 {
609         return !rcu_preempted_readers_exp(rnp) &&
610                ACCESS_ONCE(rnp->expmask) == 0;
611 }
612
613 /*
614  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
615  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
616  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
617  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
618  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
619  * iteratively!)
620  *
621  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
622  */
623 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
624 {
625         unsigned long flags;
626         unsigned long mask;
627
628         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
629         for (;;) {
630                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp))
631                         break;
632                 if (rnp->parent == NULL) {
633                         wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
634                         break;
635                 }
636                 mask = rnp->grpmask;
637                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
638                 rnp = rnp->parent;
639                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
640                 rnp->expmask &= ~mask;
641         }
642         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
643 }
644
645 /*
646  * Snapshot the tasks blocking the newly started preemptible-RCU expedited
647  * grace period for the specified rcu_node structure.  If there are no such
648  * tasks, report it up the rcu_node hierarchy.
649  *
650  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex and rsp->onofflock.
651  */
652 static void
653 sync_rcu_preempt_exp_init(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
654 {
655         int must_wait;
656
657         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
658         list_splice_init(&rnp->blocked_tasks[0], &rnp->blocked_tasks[2]);
659         list_splice_init(&rnp->blocked_tasks[1], &rnp->blocked_tasks[3]);
660         must_wait = rcu_preempted_readers_exp(rnp);
661         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
662         if (!must_wait)
663                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp);
664 }
665
666 /*
667  * Wait for an rcu-preempt grace period, but expedite it.  The basic idea
668  * is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
669  * the ->blocked_tasks[] lists, move all entries from the first set of
670  * ->blocked_tasks[] lists to the second set, and finally wait for this
671  * second set to drain.
672  */
673 void synchronize_rcu_expedited(void)
674 {
675         unsigned long flags;
676         struct rcu_node *rnp;
677         struct rcu_state *rsp = &rcu_preempt_state;
678         long snap;
679         int trycount = 0;
680
681         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
682         snap = ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) + 1;
683         smp_mb(); /* Above access cannot bleed into critical section. */
684
685         /*
686          * Acquire lock, falling back to synchronize_rcu() if too many
687          * lock-acquisition failures.  Of course, if someone does the
688          * expedited grace period for us, just leave.
689          */
690         while (!mutex_trylock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex)) {
691                 if (trycount++ < 10)
692                         udelay(trycount * num_online_cpus());
693                 else {
694                         synchronize_rcu();
695                         return;
696                 }
697                 if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
698                         goto mb_ret; /* Others did our work for us. */
699         }
700         if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
701                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
702
703         /* force all RCU readers onto blocked_tasks[]. */
704         synchronize_sched_expedited();
705
706         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
707
708         /* Initialize ->expmask for all non-leaf rcu_node structures. */
709         rcu_for_each_nonleaf_node_breadth_first(rsp, rnp) {
710                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
711                 rnp->expmask = rnp->qsmaskinit;
712                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
713         }
714
715         /* Snapshot current state of ->blocked_tasks[] lists. */
716         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
717                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rnp);
718         if (NUM_RCU_NODES > 1)
719                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rcu_get_root(rsp));
720
721         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
722
723         /* Wait for snapshotted ->blocked_tasks[] lists to drain. */
724         rnp = rcu_get_root(rsp);
725         wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
726                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp));
727
728         /* Clean up and exit. */
729         smp_mb(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
730         ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count)++;
731 unlock_mb_ret:
732         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
733 mb_ret:
734         smp_mb(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
735 }
736 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
737
738 /*
739  * Check to see if there is any immediate preemptable-RCU-related work
740  * to be done.
741  */
742 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
743 {
744         return __rcu_pending(&rcu_preempt_state,
745                              &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu));
746 }
747
748 /*
749  * Does preemptable RCU need the CPU to stay out of dynticks mode?
750  */
751 static int rcu_preempt_needs_cpu(int cpu)
752 {
753         return !!per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).nxtlist;
754 }
755
756 /**
757  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
758  */
759 void rcu_barrier(void)
760 {
761         _rcu_barrier(&rcu_preempt_state, call_rcu);
762 }
763 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
764
765 /*
766  * Initialize preemptable RCU's per-CPU data.
767  */
768 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
769 {
770         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_preempt_state, 1);
771 }
772
773 /*
774  * Move preemptable RCU's callbacks to ->orphan_cbs_list.
775  */
776 static void rcu_preempt_send_cbs_to_orphanage(void)
777 {
778         rcu_send_cbs_to_orphanage(&rcu_preempt_state);
779 }
780
781 /*
782  * Initialize preemptable RCU's state structures.
783  */
784 static void __init __rcu_init_preempt(void)
785 {
786         rcu_init_one(&rcu_preempt_state, &rcu_preempt_data);
787 }
788
789 /*
790  * Check for a task exiting while in a preemptable-RCU read-side
791  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
792  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
793  * is enabled.
794  */
795 void exit_rcu(void)
796 {
797         struct task_struct *t = current;
798
799         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0)
800                 return;
801         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
802         rcu_read_unlock();
803 }
804
805 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
806
807 /*
808  * Tell them what RCU they are running.
809  */
810 static void __init rcu_bootup_announce(void)
811 {
812         printk(KERN_INFO "Hierarchical RCU implementation.\n");
813         rcu_bootup_announce_oddness();
814 }
815
816 /*
817  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
818  */
819 long rcu_batches_completed(void)
820 {
821         return rcu_batches_completed_sched();
822 }
823 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
824
825 /*
826  * Force a quiescent state for RCU, which, because there is no preemptible
827  * RCU, becomes the same as rcu-sched.
828  */
829 void rcu_force_quiescent_state(void)
830 {
831         rcu_sched_force_quiescent_state();
832 }
833 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
834
835 /*
836  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
837  * CPUs being in quiescent states.
838  */
839 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
840 {
841 }
842
843 /*
844  * Because preemptable RCU does not exist, there are never any preempted
845  * RCU readers.
846  */
847 static int rcu_preempted_readers(struct rcu_node *rnp)
848 {
849         return 0;
850 }
851
852 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
853
854 /* Because preemptible RCU does not exist, no quieting of tasks. */
855 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
856 {
857         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
858 }
859
860 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
861
862 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
863
864 /*
865  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
866  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
867  */
868 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
869 {
870 }
871
872 /*
873  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
874  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
875  */
876 static void rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
877 {
878 }
879
880 /*
881  * Because preemptible RCU does not exist, there is no need to suppress
882  * its CPU stall warnings.
883  */
884 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
885 {
886 }
887
888 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
889
890 /*
891  * Because there is no preemptable RCU, there can be no readers blocked,
892  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
893  * bogus qsmask values.
894  */
895 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
896 {
897         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
898 }
899
900 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
901
902 /*
903  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs to migrate
904  * tasks that were blocked within RCU read-side critical sections, and
905  * such non-existent tasks cannot possibly have been blocking the current
906  * grace period.
907  */
908 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
909                                      struct rcu_node *rnp,
910                                      struct rcu_data *rdp)
911 {
912         return 0;
913 }
914
915 /*
916  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs CPU-offline
917  * processing.
918  */
919 static void rcu_preempt_offline_cpu(int cpu)
920 {
921 }
922
923 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
924
925 /*
926  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any callbacks
927  * to check.
928  */
929 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
930 {
931 }
932
933 /*
934  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any callbacks
935  * to process.
936  */
937 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
938 {
939 }
940
941 /*
942  * In classic RCU, call_rcu() is just call_rcu_sched().
943  */
944 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
945 {
946         call_rcu_sched(head, func);
947 }
948 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
949
950 /*
951  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
952  * But because preemptable RCU does not exist, map to rcu-sched.
953  */
954 void synchronize_rcu_expedited(void)
955 {
956         synchronize_sched_expedited();
957 }
958 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
959
960 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
961
962 /*
963  * Because preemptable RCU does not exist, there is never any need to
964  * report on tasks preempted in RCU read-side critical sections during
965  * expedited RCU grace periods.
966  */
967 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
968 {
969         return;
970 }
971
972 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
973
974 /*
975  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any work to do.
976  */
977 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
978 {
979         return 0;
980 }
981
982 /*
983  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs any CPU.
984  */
985 static int rcu_preempt_needs_cpu(int cpu)
986 {
987         return 0;
988 }
989
990 /*
991  * Because preemptable RCU does not exist, rcu_barrier() is just
992  * another name for rcu_barrier_sched().
993  */
994 void rcu_barrier(void)
995 {
996         rcu_barrier_sched();
997 }
998 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
999
1000 /*
1001  * Because preemptable RCU does not exist, there is no per-CPU
1002  * data to initialize.
1003  */
1004 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
1005 {
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Because there is no preemptable RCU, there are no callbacks to move.
1010  */
1011 static void rcu_preempt_send_cbs_to_orphanage(void)
1012 {
1013 }
1014
1015 /*
1016  * Because preemptable RCU does not exist, it need not be initialized.
1017  */
1018 static void __init __rcu_init_preempt(void)
1019 {
1020 }
1021
1022 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1023
1024 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1025
1026 /*
1027  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1028  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1029  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1030  * an exported member of the RCU API.
1031  *
1032  * Because we have preemptible RCU, just check whether this CPU needs
1033  * any flavor of RCU.  Do not chew up lots of CPU cycles with preemption
1034  * disabled in a most-likely vain attempt to cause RCU not to need this CPU.
1035  */
1036 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1037 {
1038         return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1039 }
1040
1041 /*
1042  * Check to see if we need to continue a callback-flush operations to
1043  * allow the last CPU to enter dyntick-idle mode.  But fast dyntick-idle
1044  * entry is not configured, so we never do need to.
1045  */
1046 static void rcu_needs_cpu_flush(void)
1047 {
1048 }
1049
1050 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1051
1052 #define RCU_NEEDS_CPU_FLUSHES 5
1053 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_dyntick_drain);
1054 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, rcu_dyntick_holdoff);
1055
1056 /*
1057  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1058  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1059  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1060  * an exported member of the RCU API.
1061  *
1062  * Because we are not supporting preemptible RCU, attempt to accelerate
1063  * any current grace periods so that RCU no longer needs this CPU, but
1064  * only if all other CPUs are already in dynticks-idle mode.  This will
1065  * allow the CPU cores to be powered down immediately, as opposed to after
1066  * waiting many milliseconds for grace periods to elapse.
1067  *
1068  * Because it is not legal to invoke rcu_process_callbacks() with irqs
1069  * disabled, we do one pass of force_quiescent_state(), then do a
1070  * raise_softirq() to cause rcu_process_callbacks() to be invoked later.
1071  * The per-cpu rcu_dyntick_drain variable controls the sequencing.
1072  */
1073 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1074 {
1075         int c = 0;
1076         int snap;
1077         int snap_nmi;
1078         int thatcpu;
1079
1080         /* Check for being in the holdoff period. */
1081         if (per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) == jiffies)
1082                 return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1083
1084         /* Don't bother unless we are the last non-dyntick-idle CPU. */
1085         for_each_online_cpu(thatcpu) {
1086                 if (thatcpu == cpu)
1087                         continue;
1088                 snap = per_cpu(rcu_dynticks, thatcpu).dynticks;
1089                 snap_nmi = per_cpu(rcu_dynticks, thatcpu).dynticks_nmi;
1090                 smp_mb(); /* Order sampling of snap with end of grace period. */
1091                 if (((snap & 0x1) != 0) || ((snap_nmi & 0x1) != 0)) {
1092                         per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) = 0;
1093                         per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) = jiffies - 1;
1094                         return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1095                 }
1096         }
1097
1098         /* Check and update the rcu_dyntick_drain sequencing. */
1099         if (per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0) {
1100                 /* First time through, initialize the counter. */
1101                 per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) = RCU_NEEDS_CPU_FLUSHES;
1102         } else if (--per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0) {
1103                 /* We have hit the limit, so time to give up. */
1104                 per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) = jiffies;
1105                 return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1106         }
1107
1108         /* Do one step pushing remaining RCU callbacks through. */
1109         if (per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist) {
1110                 rcu_sched_qs(cpu);
1111                 force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
1112                 c = c || per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist;
1113         }
1114         if (per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist) {
1115                 rcu_bh_qs(cpu);
1116                 force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
1117                 c = c || per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist;
1118         }
1119
1120         /* If RCU callbacks are still pending, RCU still needs this CPU. */
1121         if (c)
1122                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1123         return c;
1124 }
1125
1126 /*
1127  * Check to see if we need to continue a callback-flush operations to
1128  * allow the last CPU to enter dyntick-idle mode.
1129  */
1130 static void rcu_needs_cpu_flush(void)
1131 {
1132         int cpu = smp_processor_id();
1133         unsigned long flags;
1134
1135         if (per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0)
1136                 return;
1137         local_irq_save(flags);
1138         (void)rcu_needs_cpu(cpu);
1139         local_irq_restore(flags);
1140 }
1141
1142 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */