rcu: Add lockdep-RCU checks for simple self-deadlock
[linux-3.10.git] / kernel / rcutiny_plugin.h
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion, the Bloatwatch edition
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 (c) 2010 Linaro
21  *
22  * Author: Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com>
23  */
24
25 #include <linux/kthread.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/debugfs.h>
28 #include <linux/seq_file.h>
29
30 /* Global control variables for rcupdate callback mechanism. */
31 struct rcu_ctrlblk {
32         struct rcu_head *rcucblist;     /* List of pending callbacks (CBs). */
33         struct rcu_head **donetail;     /* ->next pointer of last "done" CB. */
34         struct rcu_head **curtail;      /* ->next pointer of last CB. */
35         RCU_TRACE(long qlen);           /* Number of pending CBs. */
36         RCU_TRACE(char *name);          /* Name of RCU type. */
37 };
38
39 /* Definition for rcupdate control block. */
40 static struct rcu_ctrlblk rcu_sched_ctrlblk = {
41         .donetail       = &rcu_sched_ctrlblk.rcucblist,
42         .curtail        = &rcu_sched_ctrlblk.rcucblist,
43         RCU_TRACE(.name = "rcu_sched")
44 };
45
46 static struct rcu_ctrlblk rcu_bh_ctrlblk = {
47         .donetail       = &rcu_bh_ctrlblk.rcucblist,
48         .curtail        = &rcu_bh_ctrlblk.rcucblist,
49         RCU_TRACE(.name = "rcu_bh")
50 };
51
52 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
53 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
54 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
55 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
56
57 #ifdef CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU
58
59 #include <linux/delay.h>
60
61 /* Global control variables for preemptible RCU. */
62 struct rcu_preempt_ctrlblk {
63         struct rcu_ctrlblk rcb; /* curtail: ->next ptr of last CB for GP. */
64         struct rcu_head **nexttail;
65                                 /* Tasks blocked in a preemptible RCU */
66                                 /*  read-side critical section while an */
67                                 /*  preemptible-RCU grace period is in */
68                                 /*  progress must wait for a later grace */
69                                 /*  period.  This pointer points to the */
70                                 /*  ->next pointer of the last task that */
71                                 /*  must wait for a later grace period, or */
72                                 /*  to &->rcb.rcucblist if there is no */
73                                 /*  such task. */
74         struct list_head blkd_tasks;
75                                 /* Tasks blocked in RCU read-side critical */
76                                 /*  section.  Tasks are placed at the head */
77                                 /*  of this list and age towards the tail. */
78         struct list_head *gp_tasks;
79                                 /* Pointer to the first task blocking the */
80                                 /*  current grace period, or NULL if there */
81                                 /*  is no such task. */
82         struct list_head *exp_tasks;
83                                 /* Pointer to first task blocking the */
84                                 /*  current expedited grace period, or NULL */
85                                 /*  if there is no such task.  If there */
86                                 /*  is no current expedited grace period, */
87                                 /*  then there cannot be any such task. */
88 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
89         struct list_head *boost_tasks;
90                                 /* Pointer to first task that needs to be */
91                                 /*  priority-boosted, or NULL if no priority */
92                                 /*  boosting is needed.  If there is no */
93                                 /*  current or expedited grace period, there */
94                                 /*  can be no such task. */
95 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
96         u8 gpnum;               /* Current grace period. */
97         u8 gpcpu;               /* Last grace period blocked by the CPU. */
98         u8 completed;           /* Last grace period completed. */
99                                 /*  If all three are equal, RCU is idle. */
100 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
101         unsigned long boost_time; /* When to start boosting (jiffies) */
102 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
103 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
104         unsigned long n_grace_periods;
105 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
106         unsigned long n_tasks_boosted;
107                                 /* Total number of tasks boosted. */
108         unsigned long n_exp_boosts;
109                                 /* Number of tasks boosted for expedited GP. */
110         unsigned long n_normal_boosts;
111                                 /* Number of tasks boosted for normal GP. */
112         unsigned long n_balk_blkd_tasks;
113                                 /* Refused to boost: no blocked tasks. */
114         unsigned long n_balk_exp_gp_tasks;
115                                 /* Refused to boost: nothing blocking GP. */
116         unsigned long n_balk_boost_tasks;
117                                 /* Refused to boost: already boosting. */
118         unsigned long n_balk_notyet;
119                                 /* Refused to boost: not yet time. */
120         unsigned long n_balk_nos;
121                                 /* Refused to boost: not sure why, though. */
122                                 /*  This can happen due to race conditions. */
123 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
124 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
125 };
126
127 static struct rcu_preempt_ctrlblk rcu_preempt_ctrlblk = {
128         .rcb.donetail = &rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist,
129         .rcb.curtail = &rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist,
130         .nexttail = &rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist,
131         .blkd_tasks = LIST_HEAD_INIT(rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks),
132         RCU_TRACE(.rcb.name = "rcu_preempt")
133 };
134
135 static int rcu_preempted_readers_exp(void);
136 static void rcu_report_exp_done(void);
137
138 /*
139  * Return true if the CPU has not yet responded to the current grace period.
140  */
141 static int rcu_cpu_blocking_cur_gp(void)
142 {
143         return rcu_preempt_ctrlblk.gpcpu != rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
144 }
145
146 /*
147  * Check for a running RCU reader.  Because there is only one CPU,
148  * there can be but one running RCU reader at a time.  ;-)
149  */
150 static int rcu_preempt_running_reader(void)
151 {
152         return current->rcu_read_lock_nesting;
153 }
154
155 /*
156  * Check for preempted RCU readers blocking any grace period.
157  * If the caller needs a reliable answer, it must disable hard irqs.
158  */
159 static int rcu_preempt_blocked_readers_any(void)
160 {
161         return !list_empty(&rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks);
162 }
163
164 /*
165  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period.
166  * If the caller needs a reliable answer, it must disable hard irqs.
167  */
168 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(void)
169 {
170         return rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks != NULL;
171 }
172
173 /*
174  * Return true if another preemptible-RCU grace period is needed.
175  */
176 static int rcu_preempt_needs_another_gp(void)
177 {
178         return *rcu_preempt_ctrlblk.rcb.curtail != NULL;
179 }
180
181 /*
182  * Return true if a preemptible-RCU grace period is in progress.
183  * The caller must disable hardirqs.
184  */
185 static int rcu_preempt_gp_in_progress(void)
186 {
187         return rcu_preempt_ctrlblk.completed != rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
188 }
189
190 /*
191  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
192  * returning NULL if at the end of the list.
193  */
194 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t)
195 {
196         struct list_head *np;
197
198         np = t->rcu_node_entry.next;
199         if (np == &rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks)
200                 np = NULL;
201         return np;
202 }
203
204 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
205
206 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
207 static void rcu_initiate_boost_trace(void);
208 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
209
210 /*
211  * Dump additional statistice for TINY_PREEMPT_RCU.
212  */
213 static void show_tiny_preempt_stats(struct seq_file *m)
214 {
215         seq_printf(m, "rcu_preempt: qlen=%ld gp=%lu g%u/p%u/c%u tasks=%c%c%c\n",
216                    rcu_preempt_ctrlblk.rcb.qlen,
217                    rcu_preempt_ctrlblk.n_grace_periods,
218                    rcu_preempt_ctrlblk.gpnum,
219                    rcu_preempt_ctrlblk.gpcpu,
220                    rcu_preempt_ctrlblk.completed,
221                    "T."[list_empty(&rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks)],
222                    "N."[!rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks],
223                    "E."[!rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks]);
224 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
225         seq_printf(m, "%sttb=%c ntb=%lu neb=%lu nnb=%lu j=%04x bt=%04x\n",
226                    "             ",
227                    "B."[!rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks],
228                    rcu_preempt_ctrlblk.n_tasks_boosted,
229                    rcu_preempt_ctrlblk.n_exp_boosts,
230                    rcu_preempt_ctrlblk.n_normal_boosts,
231                    (int)(jiffies & 0xffff),
232                    (int)(rcu_preempt_ctrlblk.boost_time & 0xffff));
233         seq_printf(m, "%s: nt=%lu egt=%lu bt=%lu ny=%lu nos=%lu\n",
234                    "             balk",
235                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_blkd_tasks,
236                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_exp_gp_tasks,
237                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_boost_tasks,
238                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_notyet,
239                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_nos);
240 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
241 }
242
243 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
244
245 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
246
247 #include "rtmutex_common.h"
248
249 #define RCU_BOOST_PRIO CONFIG_RCU_BOOST_PRIO
250
251 /* Controls for rcu_kthread() kthread. */
252 static struct task_struct *rcu_kthread_task;
253 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(rcu_kthread_wq);
254 static unsigned long have_rcu_kthread_work;
255
256 /*
257  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->boost_tasks,
258  * and advance ->boost_tasks to the next task in the ->blkd_tasks list.
259  */
260 static int rcu_boost(void)
261 {
262         unsigned long flags;
263         struct rt_mutex mtx;
264         struct task_struct *t;
265         struct list_head *tb;
266
267         if (rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks == NULL &&
268             rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
269                 return 0;  /* Nothing to boost. */
270
271         raw_local_irq_save(flags);
272
273         /*
274          * Recheck with irqs disabled: all tasks in need of boosting
275          * might exit their RCU read-side critical sections on their own
276          * if we are preempted just before disabling irqs.
277          */
278         if (rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks == NULL &&
279             rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL) {
280                 raw_local_irq_restore(flags);
281                 return 0;
282         }
283
284         /*
285          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
286          * This cannot starve the normal grace periods because a second
287          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
288          * those blocking the pre-existing normal grace period.
289          */
290         if (rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks != NULL) {
291                 tb = rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks;
292                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_exp_boosts++);
293         } else {
294                 tb = rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks;
295                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_normal_boosts++);
296         }
297         RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_tasks_boosted++);
298
299         /*
300          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
301          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
302          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
303          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
304          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
305          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
306          */
307         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
308         rt_mutex_init_proxy_locked(&mtx, t);
309         t->rcu_boost_mutex = &mtx;
310         t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BOOSTED;
311         raw_local_irq_restore(flags);
312         rt_mutex_lock(&mtx);
313         rt_mutex_unlock(&mtx);  /* Keep lockdep happy. */
314
315         return ACCESS_ONCE(rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks) != NULL ||
316                ACCESS_ONCE(rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks) != NULL;
317 }
318
319 /*
320  * Check to see if it is now time to start boosting RCU readers blocking
321  * the current grace period, and, if so, tell the rcu_kthread_task to
322  * start boosting them.  If there is an expedited boost in progress,
323  * we wait for it to complete.
324  *
325  * If there are no blocked readers blocking the current grace period,
326  * return 0 to let the caller know, otherwise return 1.  Note that this
327  * return value is independent of whether or not boosting was done.
328  */
329 static int rcu_initiate_boost(void)
330 {
331         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp() &&
332             rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL) {
333                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_exp_gp_tasks++);
334                 return 0;
335         }
336         if (rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks != NULL ||
337             (rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks != NULL &&
338              rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks == NULL &&
339              ULONG_CMP_GE(jiffies, rcu_preempt_ctrlblk.boost_time))) {
340                 if (rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
341                         rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks =
342                                 rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks;
343                 invoke_rcu_callbacks();
344         } else
345                 RCU_TRACE(rcu_initiate_boost_trace());
346         return 1;
347 }
348
349 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
350
351 /*
352  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
353  */
354 static void rcu_preempt_boost_start_gp(void)
355 {
356         rcu_preempt_ctrlblk.boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
357 }
358
359 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
360
361 /*
362  * If there is no RCU priority boosting, we don't initiate boosting,
363  * but we do indicate whether there are blocked readers blocking the
364  * current grace period.
365  */
366 static int rcu_initiate_boost(void)
367 {
368         return rcu_preempt_blocked_readers_cgp();
369 }
370
371 /*
372  * If there is no RCU priority boosting, nothing to do at grace-period start.
373  */
374 static void rcu_preempt_boost_start_gp(void)
375 {
376 }
377
378 #endif /* else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
379
380 /*
381  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
382  * that this just means that the task currently running on the CPU is
383  * in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
384  * while in an RCU read-side critical section.
385  *
386  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
387  * must disable irqs in order to protect the assignment to
388  * ->rcu_read_unlock_special.
389  *
390  * Because this is a single-CPU implementation, the only way a grace
391  * period can end is if the CPU is in a quiescent state.  The reason is
392  * that a blocked preemptible-RCU reader can exit its critical section
393  * only if the CPU is running it at the time.  Therefore, when the
394  * last task blocking the current grace period exits its RCU read-side
395  * critical section, neither the CPU nor blocked tasks will be stopping
396  * the current grace period.  (In contrast, SMP implementations
397  * might have CPUs running in RCU read-side critical sections that
398  * block later grace periods -- but this is not possible given only
399  * one CPU.)
400  */
401 static void rcu_preempt_cpu_qs(void)
402 {
403         /* Record both CPU and task as having responded to current GP. */
404         rcu_preempt_ctrlblk.gpcpu = rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
405         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
406
407         /* If there is no GP then there is nothing more to do.  */
408         if (!rcu_preempt_gp_in_progress())
409                 return;
410         /*
411          * Check up on boosting.  If there are readers blocking the
412          * current grace period, leave.
413          */
414         if (rcu_initiate_boost())
415                 return;
416
417         /* Advance callbacks. */
418         rcu_preempt_ctrlblk.completed = rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
419         rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail = rcu_preempt_ctrlblk.rcb.curtail;
420         rcu_preempt_ctrlblk.rcb.curtail = rcu_preempt_ctrlblk.nexttail;
421
422         /* If there are no blocked readers, next GP is done instantly. */
423         if (!rcu_preempt_blocked_readers_any())
424                 rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail = rcu_preempt_ctrlblk.nexttail;
425
426         /* If there are done callbacks, cause them to be invoked. */
427         if (*rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail != NULL)
428                 invoke_rcu_callbacks();
429 }
430
431 /*
432  * Start a new RCU grace period if warranted.  Hard irqs must be disabled.
433  */
434 static void rcu_preempt_start_gp(void)
435 {
436         if (!rcu_preempt_gp_in_progress() && rcu_preempt_needs_another_gp()) {
437
438                 /* Official start of GP. */
439                 rcu_preempt_ctrlblk.gpnum++;
440                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_grace_periods++);
441
442                 /* Any blocked RCU readers block new GP. */
443                 if (rcu_preempt_blocked_readers_any())
444                         rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks =
445                                 rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks.next;
446
447                 /* Set up for RCU priority boosting. */
448                 rcu_preempt_boost_start_gp();
449
450                 /* If there is no running reader, CPU is done with GP. */
451                 if (!rcu_preempt_running_reader())
452                         rcu_preempt_cpu_qs();
453         }
454 }
455
456 /*
457  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
458  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
459  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
460  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
461  * If the task started after the current grace period began, as recorded
462  * by ->gpcpu, we enqueue at the beginning of the list.  Otherwise
463  * before the element referenced by ->gp_tasks (or at the tail if
464  * ->gp_tasks is NULL) and point ->gp_tasks at the newly added element.
465  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
466  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
467  * cannot be permitted to complete until the ->gp_tasks pointer becomes
468  * NULL.
469  *
470  * Caller must disable preemption.
471  */
472 void rcu_preempt_note_context_switch(void)
473 {
474         struct task_struct *t = current;
475         unsigned long flags;
476
477         local_irq_save(flags); /* must exclude scheduler_tick(). */
478         if (rcu_preempt_running_reader() &&
479             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
480
481                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
482                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
483
484                 /*
485                  * If this CPU has already checked in, then this task
486                  * will hold up the next grace period rather than the
487                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
488                  * If the task is queued for the current grace period
489                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
490                  * state for the current grace period), then as long
491                  * as that task remains queued, the current grace period
492                  * cannot end.
493                  */
494                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks);
495                 if (rcu_cpu_blocking_cur_gp())
496                         rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
497         }
498
499         /*
500          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
501          * begin with, or we have now recorded that critical section
502          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
503          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
504          * section, and if that critical section was blocking the current
505          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
506          * means that current grace period continues to be blocked.
507          */
508         rcu_preempt_cpu_qs();
509         local_irq_restore(flags);
510 }
511
512 /*
513  * Tiny-preemptible RCU implementation for rcu_read_lock().
514  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
515  * if we block.
516  */
517 void __rcu_read_lock(void)
518 {
519         current->rcu_read_lock_nesting++;
520         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_lock in rcutiny.c */
521 }
522 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
523
524 /*
525  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
526  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
527  * read-side critical section.
528  */
529 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
530 {
531         int empty;
532         int empty_exp;
533         unsigned long flags;
534         struct list_head *np;
535         int special;
536
537         /*
538          * NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state.
539          * They therefore cannot possibly be special, so just leave.
540          */
541         if (in_nmi())
542                 return;
543
544         local_irq_save(flags);
545
546         /*
547          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
548          * let it know that we have done so.
549          */
550         special = t->rcu_read_unlock_special;
551         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS)
552                 rcu_preempt_cpu_qs();
553
554         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
555         if (in_irq()) {
556                 local_irq_restore(flags);
557                 return;
558         }
559
560         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
561         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
562                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
563
564                 /*
565                  * Remove this task from the ->blkd_tasks list and adjust
566                  * any pointers that might have been referencing it.
567                  */
568                 empty = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp();
569                 empty_exp = rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL;
570                 np = rcu_next_node_entry(t);
571                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
572                 if (&t->rcu_node_entry == rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks)
573                         rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks = np;
574                 if (&t->rcu_node_entry == rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks)
575                         rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks = np;
576 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
577                 if (&t->rcu_node_entry == rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks)
578                         rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks = np;
579 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
580
581                 /*
582                  * If this was the last task on the current list, and if
583                  * we aren't waiting on the CPU, report the quiescent state
584                  * and start a new grace period if needed.
585                  */
586                 if (!empty && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp()) {
587                         rcu_preempt_cpu_qs();
588                         rcu_preempt_start_gp();
589                 }
590
591                 /*
592                  * If this was the last task on the expedited lists,
593                  * then we need wake up the waiting task.
594                  */
595                 if (!empty_exp && rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
596                         rcu_report_exp_done();
597         }
598 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
599         /* Unboost self if was boosted. */
600         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BOOSTED) {
601                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BOOSTED;
602                 rt_mutex_unlock(t->rcu_boost_mutex);
603                 t->rcu_boost_mutex = NULL;
604         }
605 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
606         local_irq_restore(flags);
607 }
608
609 /*
610  * Tiny-preemptible RCU implementation for rcu_read_unlock().
611  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
612  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
613  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
614  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
615  */
616 void __rcu_read_unlock(void)
617 {
618         struct task_struct *t = current;
619
620         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_unlock in rcutiny.c */
621         --t->rcu_read_lock_nesting;
622         barrier();  /* decrement before load of ->rcu_read_unlock_special */
623         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0 &&
624             unlikely(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_unlock_special)))
625                 rcu_read_unlock_special(t);
626 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
627         WARN_ON_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting < 0);
628 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING */
629 }
630 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
631
632 /*
633  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
634  * the task is recorded in the rcu_preempt_ctrlblk structure, which is
635  * checked elsewhere.  This is called from the scheduling-clock interrupt.
636  *
637  * Caller must disable hard irqs.
638  */
639 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
640 {
641         struct task_struct *t = current;
642
643         if (rcu_preempt_gp_in_progress() &&
644             (!rcu_preempt_running_reader() ||
645              !rcu_cpu_blocking_cur_gp()))
646                 rcu_preempt_cpu_qs();
647         if (&rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist !=
648             rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail)
649                 invoke_rcu_callbacks();
650         if (rcu_preempt_gp_in_progress() &&
651             rcu_cpu_blocking_cur_gp() &&
652             rcu_preempt_running_reader())
653                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
654 }
655
656 /*
657  * TINY_PREEMPT_RCU has an extra callback-list tail pointer to
658  * update, so this is invoked from rcu_process_callbacks() to
659  * handle that case.  Of course, it is invoked for all flavors of
660  * RCU, but RCU callbacks can appear only on one of the lists, and
661  * neither ->nexttail nor ->donetail can possibly be NULL, so there
662  * is no need for an explicit check.
663  */
664 static void rcu_preempt_remove_callbacks(struct rcu_ctrlblk *rcp)
665 {
666         if (rcu_preempt_ctrlblk.nexttail == rcp->donetail)
667                 rcu_preempt_ctrlblk.nexttail = &rcp->rcucblist;
668 }
669
670 /*
671  * Process callbacks for preemptible RCU.
672  */
673 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
674 {
675         __rcu_process_callbacks(&rcu_preempt_ctrlblk.rcb);
676 }
677
678 /*
679  * Queue a preemptible -RCU callback for invocation after a grace period.
680  */
681 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
682 {
683         unsigned long flags;
684
685         debug_rcu_head_queue(head);
686         head->func = func;
687         head->next = NULL;
688
689         local_irq_save(flags);
690         *rcu_preempt_ctrlblk.nexttail = head;
691         rcu_preempt_ctrlblk.nexttail = &head->next;
692         RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.rcb.qlen++);
693         rcu_preempt_start_gp();  /* checks to see if GP needed. */
694         local_irq_restore(flags);
695 }
696 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
697
698 /*
699  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
700  *
701  * Control will return to the caller some time after a full grace
702  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
703  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
704  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
705  * and may be nested.
706  */
707 void synchronize_rcu(void)
708 {
709         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
710                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
711                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
712                            "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
713
714 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
715         if (!rcu_scheduler_active)
716                 return;
717 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
718
719         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_running_reader());
720         if (!rcu_preempt_blocked_readers_any())
721                 return;
722
723         /* Once we get past the fastpath checks, same code as rcu_barrier(). */
724         rcu_barrier();
725 }
726 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
727
728 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
729 static unsigned long sync_rcu_preempt_exp_count;
730 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
731
732 /*
733  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
734  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
735  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
736  * progress, returns zero unconditionally.
737  */
738 static int rcu_preempted_readers_exp(void)
739 {
740         return rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks != NULL;
741 }
742
743 /*
744  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
745  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
746  * grace period.
747  */
748 static void rcu_report_exp_done(void)
749 {
750         wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
751 }
752
753 /*
754  * Wait for an rcu-preempt grace period, but expedite it.  The basic idea
755  * is to rely in the fact that there is but one CPU, and that it is
756  * illegal for a task to invoke synchronize_rcu_expedited() while in a
757  * preemptible-RCU read-side critical section.  Therefore, any such
758  * critical sections must correspond to blocked tasks, which must therefore
759  * be on the ->blkd_tasks list.  So just record the current head of the
760  * list in the ->exp_tasks pointer, and wait for all tasks including and
761  * after the task pointed to by ->exp_tasks to drain.
762  */
763 void synchronize_rcu_expedited(void)
764 {
765         unsigned long flags;
766         struct rcu_preempt_ctrlblk *rpcp = &rcu_preempt_ctrlblk;
767         unsigned long snap;
768
769         barrier(); /* ensure prior action seen before grace period. */
770
771         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_running_reader());
772
773         /*
774          * Acquire lock so that there is only one preemptible RCU grace
775          * period in flight.  Of course, if someone does the expedited
776          * grace period for us while we are acquiring the lock, just leave.
777          */
778         snap = sync_rcu_preempt_exp_count + 1;
779         mutex_lock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
780         if (ULONG_CMP_LT(snap, sync_rcu_preempt_exp_count))
781                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
782
783         local_irq_save(flags);
784
785         /*
786          * All RCU readers have to already be on blkd_tasks because
787          * we cannot legally be executing in an RCU read-side critical
788          * section.
789          */
790
791         /* Snapshot current head of ->blkd_tasks list. */
792         rpcp->exp_tasks = rpcp->blkd_tasks.next;
793         if (rpcp->exp_tasks == &rpcp->blkd_tasks)
794                 rpcp->exp_tasks = NULL;
795
796         /* Wait for tail of ->blkd_tasks list to drain. */
797         if (!rcu_preempted_readers_exp())
798                 local_irq_restore(flags);
799         else {
800                 rcu_initiate_boost();
801                 local_irq_restore(flags);
802                 wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
803                            !rcu_preempted_readers_exp());
804         }
805
806         /* Clean up and exit. */
807         barrier(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
808         sync_rcu_preempt_exp_count++;
809 unlock_mb_ret:
810         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
811         barrier(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
812 }
813 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
814
815 /*
816  * Does preemptible RCU need the CPU to stay out of dynticks mode?
817  */
818 int rcu_preempt_needs_cpu(void)
819 {
820         if (!rcu_preempt_running_reader())
821                 rcu_preempt_cpu_qs();
822         return rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist != NULL;
823 }
824
825 /*
826  * Check for a task exiting while in a preemptible -RCU read-side
827  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
828  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
829  * is enabled.
830  */
831 void exit_rcu(void)
832 {
833         struct task_struct *t = current;
834
835         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0)
836                 return;
837         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
838         __rcu_read_unlock();
839 }
840
841 #else /* #ifdef CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU */
842
843 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
844
845 /*
846  * Because preemptible RCU does not exist, it is not necessary to
847  * dump out its statistics.
848  */
849 static void show_tiny_preempt_stats(struct seq_file *m)
850 {
851 }
852
853 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
854
855 /*
856  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
857  * to check.
858  */
859 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
860 {
861 }
862
863 /*
864  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
865  * to remove.
866  */
867 static void rcu_preempt_remove_callbacks(struct rcu_ctrlblk *rcp)
868 {
869 }
870
871 /*
872  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
873  * to process.
874  */
875 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
876 {
877 }
878
879 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU */
880
881 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
882
883 /*
884  * Wake up rcu_kthread() to process callbacks now eligible for invocation
885  * or to boost readers.
886  */
887 static void invoke_rcu_callbacks(void)
888 {
889         have_rcu_kthread_work = 1;
890         wake_up(&rcu_kthread_wq);
891 }
892
893 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
894
895 /*
896  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
897  * Caller must have preemption disabled.
898  */
899 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
900 {
901         return rcu_kthread_task == current;
902 }
903
904 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
905
906 /*
907  * This kthread invokes RCU callbacks whose grace periods have
908  * elapsed.  It is awakened as needed, and takes the place of the
909  * RCU_SOFTIRQ that is used for this purpose when boosting is disabled.
910  * This is a kthread, but it is never stopped, at least not until
911  * the system goes down.
912  */
913 static int rcu_kthread(void *arg)
914 {
915         unsigned long work;
916         unsigned long morework;
917         unsigned long flags;
918
919         for (;;) {
920                 wait_event_interruptible(rcu_kthread_wq,
921                                          have_rcu_kthread_work != 0);
922                 morework = rcu_boost();
923                 local_irq_save(flags);
924                 work = have_rcu_kthread_work;
925                 have_rcu_kthread_work = morework;
926                 local_irq_restore(flags);
927                 if (work)
928                         rcu_process_callbacks(NULL);
929                 schedule_timeout_interruptible(1); /* Leave CPU for others. */
930         }
931
932         return 0;  /* Not reached, but needed to shut gcc up. */
933 }
934
935 /*
936  * Spawn the kthread that invokes RCU callbacks.
937  */
938 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
939 {
940         struct sched_param sp;
941
942         rcu_kthread_task = kthread_run(rcu_kthread, NULL, "rcu_kthread");
943         sp.sched_priority = RCU_BOOST_PRIO;
944         sched_setscheduler_nocheck(rcu_kthread_task, SCHED_FIFO, &sp);
945         return 0;
946 }
947 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);
948
949 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
950
951 /*
952  * Start up softirq processing of callbacks.
953  */
954 void invoke_rcu_callbacks(void)
955 {
956         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
957 }
958
959 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
960
961 /*
962  * There is no callback kthread, so this thread is never it.
963  */
964 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
965 {
966         return false;
967 }
968
969 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
970
971 void rcu_init(void)
972 {
973         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
974 }
975
976 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
977
978 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
979 #include <linux/kernel_stat.h>
980
981 /*
982  * During boot, we forgive RCU lockdep issues.  After this function is
983  * invoked, we start taking RCU lockdep issues seriously.
984  */
985 void __init rcu_scheduler_starting(void)
986 {
987         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
988         rcu_scheduler_active = 1;
989 }
990
991 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
992
993 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
994
995 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
996
997 static void rcu_initiate_boost_trace(void)
998 {
999         if (list_empty(&rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks))
1000                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_blkd_tasks++;
1001         else if (rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks == NULL &&
1002                  rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
1003                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_exp_gp_tasks++;
1004         else if (rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks != NULL)
1005                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_boost_tasks++;
1006         else if (!ULONG_CMP_GE(jiffies, rcu_preempt_ctrlblk.boost_time))
1007                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_notyet++;
1008         else
1009                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_nos++;
1010 }
1011
1012 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1013
1014 static void rcu_trace_sub_qlen(struct rcu_ctrlblk *rcp, int n)
1015 {
1016         unsigned long flags;
1017
1018         raw_local_irq_save(flags);
1019         rcp->qlen -= n;
1020         raw_local_irq_restore(flags);
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Dump statistics for TINY_RCU, such as they are.
1025  */
1026 static int show_tiny_stats(struct seq_file *m, void *unused)
1027 {
1028         show_tiny_preempt_stats(m);
1029         seq_printf(m, "rcu_sched: qlen: %ld\n", rcu_sched_ctrlblk.qlen);
1030         seq_printf(m, "rcu_bh: qlen: %ld\n", rcu_bh_ctrlblk.qlen);
1031         return 0;
1032 }
1033
1034 static int show_tiny_stats_open(struct inode *inode, struct file *file)
1035 {
1036         return single_open(file, show_tiny_stats, NULL);
1037 }
1038
1039 static const struct file_operations show_tiny_stats_fops = {
1040         .owner = THIS_MODULE,
1041         .open = show_tiny_stats_open,
1042         .read = seq_read,
1043         .llseek = seq_lseek,
1044         .release = single_release,
1045 };
1046
1047 static struct dentry *rcudir;
1048
1049 static int __init rcutiny_trace_init(void)
1050 {
1051         struct dentry *retval;
1052
1053         rcudir = debugfs_create_dir("rcu", NULL);
1054         if (!rcudir)
1055                 goto free_out;
1056         retval = debugfs_create_file("rcudata", 0444, rcudir,
1057                                      NULL, &show_tiny_stats_fops);
1058         if (!retval)
1059                 goto free_out;
1060         return 0;
1061 free_out:
1062         debugfs_remove_recursive(rcudir);
1063         return 1;
1064 }
1065
1066 static void __exit rcutiny_trace_cleanup(void)
1067 {
1068         debugfs_remove_recursive(rcudir);
1069 }
1070
1071 module_init(rcutiny_trace_init);
1072 module_exit(rcutiny_trace_cleanup);
1073
1074 MODULE_AUTHOR("Paul E. McKenney");
1075 MODULE_DESCRIPTION("Read-Copy Update tracing for tiny implementation");
1076 MODULE_LICENSE("GPL");
1077
1078 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */