rcu: Break call_rcu() deadlock involving scheduler and perf
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / kernel / rcu / tree_plugin.h
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
3  * Internal non-public definitions that provide either classic
4  * or preemptible semantics.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
19  *
20  * Copyright Red Hat, 2009
21  * Copyright IBM Corporation, 2009
22  *
23  * Author: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
24  *         Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com>
25  */
26
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/gfp.h>
29 #include <linux/oom.h>
30 #include <linux/smpboot.h>
31 #include "../time/tick-internal.h"
32
33 #define RCU_KTHREAD_PRIO 1
34
35 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
36 #define RCU_BOOST_PRIO CONFIG_RCU_BOOST_PRIO
37 #else
38 #define RCU_BOOST_PRIO RCU_KTHREAD_PRIO
39 #endif
40
41 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
42 static cpumask_var_t rcu_nocb_mask; /* CPUs to have callbacks offloaded. */
43 static bool have_rcu_nocb_mask;     /* Was rcu_nocb_mask allocated? */
44 static bool __read_mostly rcu_nocb_poll;    /* Offload kthread are to poll. */
45 static char __initdata nocb_buf[NR_CPUS * 5];
46 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
47
48 /*
49  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
50  * messages about anything out of the ordinary.  If you like #ifdef, you
51  * will love this function.
52  */
53 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
54 {
55 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
56         pr_info("\tRCU debugfs-based tracing is enabled.\n");
57 #endif
58 #if (defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 64) || (!defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 32)
59         pr_info("\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d\n",
60                CONFIG_RCU_FANOUT);
61 #endif
62 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
63         pr_info("\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
64 #endif
65 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
66         pr_info("\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
67 #endif
68 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
69         pr_info("\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
70 #endif
71 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE
72         pr_info("\tRCU torture testing starts during boot.\n");
73 #endif
74 #if defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU) && !defined(CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE)
75         pr_info("\tDump stacks of tasks blocking RCU-preempt GP.\n");
76 #endif
77 #if defined(CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO)
78         pr_info("\tAdditional per-CPU info printed with stalls.\n");
79 #endif
80 #if NUM_RCU_LVL_4 != 0
81         pr_info("\tFour-level hierarchy is enabled.\n");
82 #endif
83         if (rcu_fanout_leaf != CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF)
84                 pr_info("\tBoot-time adjustment of leaf fanout to %d.\n", rcu_fanout_leaf);
85         if (nr_cpu_ids != NR_CPUS)
86                 pr_info("\tRCU restricting CPUs from NR_CPUS=%d to nr_cpu_ids=%d.\n", NR_CPUS, nr_cpu_ids);
87 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
88 #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_NONE
89         if (!have_rcu_nocb_mask) {
90                 zalloc_cpumask_var(&rcu_nocb_mask, GFP_KERNEL);
91                 have_rcu_nocb_mask = true;
92         }
93 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ZERO
94         pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPU 0\n");
95         cpumask_set_cpu(0, rcu_nocb_mask);
96 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ZERO */
97 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL
98         pr_info("\tOffload RCU callbacks from all CPUs\n");
99         cpumask_copy(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask);
100 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL */
101 #endif /* #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_NONE */
102         if (have_rcu_nocb_mask) {
103                 if (!cpumask_subset(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask)) {
104                         pr_info("\tNote: kernel parameter 'rcu_nocbs=' contains nonexistent CPUs.\n");
105                         cpumask_and(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask,
106                                     rcu_nocb_mask);
107                 }
108                 cpulist_scnprintf(nocb_buf, sizeof(nocb_buf), rcu_nocb_mask);
109                 pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPUs: %s.\n", nocb_buf);
110                 if (rcu_nocb_poll)
111                         pr_info("\tPoll for callbacks from no-CBs CPUs.\n");
112         }
113 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
114 }
115
116 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
117
118 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt, 'p', call_rcu);
119 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_preempt_state;
120
121 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp);
122
123 /*
124  * Tell them what RCU they are running.
125  */
126 static void __init rcu_bootup_announce(void)
127 {
128         pr_info("Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
129         rcu_bootup_announce_oddness();
130 }
131
132 /*
133  * Return the number of RCU-preempt batches processed thus far
134  * for debug and statistics.
135  */
136 long rcu_batches_completed_preempt(void)
137 {
138         return rcu_preempt_state.completed;
139 }
140 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_preempt);
141
142 /*
143  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
144  */
145 long rcu_batches_completed(void)
146 {
147         return rcu_batches_completed_preempt();
148 }
149 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
150
151 /*
152  * Force a quiescent state for preemptible RCU.
153  */
154 void rcu_force_quiescent_state(void)
155 {
156         force_quiescent_state(&rcu_preempt_state);
157 }
158 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
159
160 /*
161  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
162  * that this just means that the task currently running on the CPU is
163  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
164  * while in an RCU read-side critical section.
165  *
166  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
167  * must disable irqs in order to protect the assignment to
168  * ->rcu_read_unlock_special.
169  */
170 static void rcu_preempt_qs(int cpu)
171 {
172         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
173
174         if (rdp->passed_quiesce == 0)
175                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_preempt"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
176         rdp->passed_quiesce = 1;
177         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
178 }
179
180 /*
181  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
182  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
183  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
184  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
185  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
186  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
187  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
188  * predating the current grace period drain, in other words, until
189  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
190  *
191  * Caller must disable preemption.
192  */
193 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
194 {
195         struct task_struct *t = current;
196         unsigned long flags;
197         struct rcu_data *rdp;
198         struct rcu_node *rnp;
199
200         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
201             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
202
203                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
204                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_preempt_state.rda, cpu);
205                 rnp = rdp->mynode;
206                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
207                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
208                 t->rcu_blocked_node = rnp;
209
210                 /*
211                  * If this CPU has already checked in, then this task
212                  * will hold up the next grace period rather than the
213                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
214                  * If the task is queued for the current grace period
215                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
216                  * state for the current grace period), then as long
217                  * as that task remains queued, the current grace period
218                  * cannot end.  Note that there is some uncertainty as
219                  * to exactly when the current grace period started.
220                  * We take a conservative approach, which can result
221                  * in unnecessarily waiting on tasks that started very
222                  * slightly after the current grace period began.  C'est
223                  * la vie!!!
224                  *
225                  * But first, note that the current CPU must still be
226                  * on line!
227                  */
228                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) == 0);
229                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
230                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && rnp->gp_tasks != NULL) {
231                         list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks->prev);
232                         rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
233 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
234                         if (rnp->boost_tasks != NULL)
235                                 rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
236 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
237                 } else {
238                         list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
239                         if (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
240                                 rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
241                 }
242                 trace_rcu_preempt_task(rdp->rsp->name,
243                                        t->pid,
244                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
245                                        ? rnp->gpnum
246                                        : rnp->gpnum + 1);
247                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
248         } else if (t->rcu_read_lock_nesting < 0 &&
249                    t->rcu_read_unlock_special) {
250
251                 /*
252                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
253                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
254                  */
255                 rcu_read_unlock_special(t);
256         }
257
258         /*
259          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
260          * begin with, or we have now recorded that critical section
261          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
262          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
263          * section, and if that critical section was blocking the current
264          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
265          * means that we continue to block the current grace period.
266          */
267         local_irq_save(flags);
268         rcu_preempt_qs(cpu);
269         local_irq_restore(flags);
270 }
271
272 /*
273  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
274  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
275  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
276  */
277 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
278 {
279         return rnp->gp_tasks != NULL;
280 }
281
282 /*
283  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
284  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
285  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
286  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
287  * disabled.
288  */
289 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
290         __releases(rnp->lock)
291 {
292         unsigned long mask;
293         struct rcu_node *rnp_p;
294
295         if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
296                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
297                 return;  /* Still need more quiescent states! */
298         }
299
300         rnp_p = rnp->parent;
301         if (rnp_p == NULL) {
302                 /*
303                  * Either there is only one rcu_node in the tree,
304                  * or tasks were kicked up to root rcu_node due to
305                  * CPUs going offline.
306                  */
307                 rcu_report_qs_rsp(&rcu_preempt_state, flags);
308                 return;
309         }
310
311         /* Report up the rest of the hierarchy. */
312         mask = rnp->grpmask;
313         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
314         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
315         rcu_report_qs_rnp(mask, &rcu_preempt_state, rnp_p, flags);
316 }
317
318 /*
319  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
320  * returning NULL if at the end of the list.
321  */
322 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
323                                              struct rcu_node *rnp)
324 {
325         struct list_head *np;
326
327         np = t->rcu_node_entry.next;
328         if (np == &rnp->blkd_tasks)
329                 np = NULL;
330         return np;
331 }
332
333 /*
334  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
335  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
336  * read-side critical section.
337  */
338 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
339 {
340         int empty;
341         int empty_exp;
342         int empty_exp_now;
343         unsigned long flags;
344         struct list_head *np;
345 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
346         struct rt_mutex *rbmp = NULL;
347 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
348         struct rcu_node *rnp;
349         int special;
350
351         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
352         if (in_nmi())
353                 return;
354
355         local_irq_save(flags);
356
357         /*
358          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
359          * let it know that we have done so.
360          */
361         special = t->rcu_read_unlock_special;
362         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS) {
363                 rcu_preempt_qs(smp_processor_id());
364         }
365
366         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
367         if (in_irq() || in_serving_softirq()) {
368                 local_irq_restore(flags);
369                 return;
370         }
371
372         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
373         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
374                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
375
376                 /*
377                  * Remove this task from the list it blocked on.  The
378                  * task can migrate while we acquire the lock, but at
379                  * most one time.  So at most two passes through loop.
380                  */
381                 for (;;) {
382                         rnp = t->rcu_blocked_node;
383                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
384                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
385                                 break;
386                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
387                 }
388                 empty = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
389                 empty_exp = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
390                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
391                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
392                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
393                 t->rcu_blocked_node = NULL;
394                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt"),
395                                                 rnp->gpnum, t->pid);
396                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
397                         rnp->gp_tasks = np;
398                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
399                         rnp->exp_tasks = np;
400 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
401                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
402                         rnp->boost_tasks = np;
403                 /* Snapshot/clear ->rcu_boost_mutex with rcu_node lock held. */
404                 if (t->rcu_boost_mutex) {
405                         rbmp = t->rcu_boost_mutex;
406                         t->rcu_boost_mutex = NULL;
407                 }
408 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
409
410                 /*
411                  * If this was the last task on the current list, and if
412                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
413                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
414                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
415                  */
416                 empty_exp_now = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
417                 if (!empty && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
418                         trace_rcu_quiescent_state_report(TPS("preempt_rcu"),
419                                                          rnp->gpnum,
420                                                          0, rnp->qsmask,
421                                                          rnp->level,
422                                                          rnp->grplo,
423                                                          rnp->grphi,
424                                                          !!rnp->gp_tasks);
425                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
426                 } else {
427                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
428                 }
429
430 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
431                 /* Unboost if we were boosted. */
432                 if (rbmp)
433                         rt_mutex_unlock(rbmp);
434 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
435
436                 /*
437                  * If this was the last task on the expedited lists,
438                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
439                  */
440                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
441                         rcu_report_exp_rnp(&rcu_preempt_state, rnp, true);
442         } else {
443                 local_irq_restore(flags);
444         }
445 }
446
447 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE
448
449 /*
450  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
451  * grace period on the specified rcu_node structure.
452  */
453 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
454 {
455         unsigned long flags;
456         struct task_struct *t;
457
458         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
459         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
460                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
461                 return;
462         }
463         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
464                        struct task_struct, rcu_node_entry);
465         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry)
466                 sched_show_task(t);
467         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
468 }
469
470 /*
471  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
472  * grace period.
473  */
474 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
475 {
476         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
477
478         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
479         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
480                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
481 }
482
483 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
484
485 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
486 {
487 }
488
489 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
490
491 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
492
493 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
494 {
495         pr_err("\tTasks blocked on level-%d rcu_node (CPUs %d-%d):",
496                rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi);
497 }
498
499 static void rcu_print_task_stall_end(void)
500 {
501         pr_cont("\n");
502 }
503
504 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
505
506 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
507 {
508 }
509
510 static void rcu_print_task_stall_end(void)
511 {
512 }
513
514 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
515
516 /*
517  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
518  * sections, printing out the tid of each.
519  */
520 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
521 {
522         struct task_struct *t;
523         int ndetected = 0;
524
525         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
526                 return 0;
527         rcu_print_task_stall_begin(rnp);
528         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
529                        struct task_struct, rcu_node_entry);
530         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
531                 pr_cont(" P%d", t->pid);
532                 ndetected++;
533         }
534         rcu_print_task_stall_end();
535         return ndetected;
536 }
537
538 /*
539  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
540  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
541  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
542  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
543  * must be held by the caller.
544  *
545  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
546  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
547  */
548 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
549 {
550         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
551         if (!list_empty(&rnp->blkd_tasks))
552                 rnp->gp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
553         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
554 }
555
556 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
557
558 /*
559  * Handle tasklist migration for case in which all CPUs covered by the
560  * specified rcu_node have gone offline.  Move them up to the root
561  * rcu_node.  The reason for not just moving them to the immediate
562  * parent is to remove the need for rcu_read_unlock_special() to
563  * make more than two attempts to acquire the target rcu_node's lock.
564  * Returns true if there were tasks blocking the current RCU grace
565  * period.
566  *
567  * Returns 1 if there was previously a task blocking the current grace
568  * period on the specified rcu_node structure.
569  *
570  * The caller must hold rnp->lock with irqs disabled.
571  */
572 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
573                                      struct rcu_node *rnp,
574                                      struct rcu_data *rdp)
575 {
576         struct list_head *lp;
577         struct list_head *lp_root;
578         int retval = 0;
579         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
580         struct task_struct *t;
581
582         if (rnp == rnp_root) {
583                 WARN_ONCE(1, "Last CPU thought to be offlined?");
584                 return 0;  /* Shouldn't happen: at least one CPU online. */
585         }
586
587         /* If we are on an internal node, complain bitterly. */
588         WARN_ON_ONCE(rnp != rdp->mynode);
589
590         /*
591          * Move tasks up to root rcu_node.  Don't try to get fancy for
592          * this corner-case operation -- just put this node's tasks
593          * at the head of the root node's list, and update the root node's
594          * ->gp_tasks and ->exp_tasks pointers to those of this node's,
595          * if non-NULL.  This might result in waiting for more tasks than
596          * absolutely necessary, but this is a good performance/complexity
597          * tradeoff.
598          */
599         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->qsmask == 0)
600                 retval |= RCU_OFL_TASKS_NORM_GP;
601         if (rcu_preempted_readers_exp(rnp))
602                 retval |= RCU_OFL_TASKS_EXP_GP;
603         lp = &rnp->blkd_tasks;
604         lp_root = &rnp_root->blkd_tasks;
605         while (!list_empty(lp)) {
606                 t = list_entry(lp->next, typeof(*t), rcu_node_entry);
607                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
608                 list_del(&t->rcu_node_entry);
609                 t->rcu_blocked_node = rnp_root;
610                 list_add(&t->rcu_node_entry, lp_root);
611                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
612                         rnp_root->gp_tasks = rnp->gp_tasks;
613                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
614                         rnp_root->exp_tasks = rnp->exp_tasks;
615 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
616                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
617                         rnp_root->boost_tasks = rnp->boost_tasks;
618 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
619                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
620         }
621
622         rnp->gp_tasks = NULL;
623         rnp->exp_tasks = NULL;
624 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
625         rnp->boost_tasks = NULL;
626         /*
627          * In case root is being boosted and leaf was not.  Make sure
628          * that we boost the tasks blocking the current grace period
629          * in this case.
630          */
631         raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
632         if (rnp_root->boost_tasks != NULL &&
633             rnp_root->boost_tasks != rnp_root->gp_tasks &&
634             rnp_root->boost_tasks != rnp_root->exp_tasks)
635                 rnp_root->boost_tasks = rnp_root->gp_tasks;
636         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
637 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
638
639         return retval;
640 }
641
642 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
643
644 /*
645  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
646  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
647  * which is checked elsewhere.
648  *
649  * Caller must disable hard irqs.
650  */
651 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
652 {
653         struct task_struct *t = current;
654
655         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
656                 rcu_preempt_qs(cpu);
657                 return;
658         }
659         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
660             per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).qs_pending)
661                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
662 }
663
664 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
665
666 static void rcu_preempt_do_callbacks(void)
667 {
668         rcu_do_batch(&rcu_preempt_state, this_cpu_ptr(&rcu_preempt_data));
669 }
670
671 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
672
673 /*
674  * Queue a preemptible-RCU callback for invocation after a grace period.
675  */
676 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
677 {
678         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, -1, 0);
679 }
680 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
681
682 /*
683  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
684  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
685  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
686  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
687  * function may only be called from __kfree_rcu().
688  */
689 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
690                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
691 {
692         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, -1, 1);
693 }
694 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
695
696 /**
697  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
698  *
699  * Control will return to the caller some time after a full grace
700  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
701  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
702  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
703  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
704  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
705  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
706  *
707  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
708  * on memory ordering guarantees.
709  */
710 void synchronize_rcu(void)
711 {
712         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
713                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
714                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
715                            "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
716         if (!rcu_scheduler_active)
717                 return;
718         if (rcu_expedited)
719                 synchronize_rcu_expedited();
720         else
721                 wait_rcu_gp(call_rcu);
722 }
723 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
724
725 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
726 static unsigned long sync_rcu_preempt_exp_count;
727 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
728
729 /*
730  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
731  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
732  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
733  * progress, returns zero unconditionally.
734  */
735 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp)
736 {
737         return rnp->exp_tasks != NULL;
738 }
739
740 /*
741  * return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
742  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
743  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
744  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
745  * RCU -- other RCU implementation use other means.
746  *
747  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
748  */
749 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
750 {
751         return !rcu_preempted_readers_exp(rnp) &&
752                ACCESS_ONCE(rnp->expmask) == 0;
753 }
754
755 /*
756  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
757  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
758  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
759  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
760  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
761  * iteratively!)
762  *
763  * Most callers will set the "wake" flag, but the task initiating the
764  * expedited grace period need not wake itself.
765  *
766  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
767  */
768 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
769                                bool wake)
770 {
771         unsigned long flags;
772         unsigned long mask;
773
774         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
775         for (;;) {
776                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
777                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
778                         break;
779                 }
780                 if (rnp->parent == NULL) {
781                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
782                         if (wake) {
783                                 smp_mb(); /* EGP done before wake_up(). */
784                                 wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
785                         }
786                         break;
787                 }
788                 mask = rnp->grpmask;
789                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
790                 rnp = rnp->parent;
791                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
792                 rnp->expmask &= ~mask;
793         }
794 }
795
796 /*
797  * Snapshot the tasks blocking the newly started preemptible-RCU expedited
798  * grace period for the specified rcu_node structure.  If there are no such
799  * tasks, report it up the rcu_node hierarchy.
800  *
801  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex and must exclude
802  * CPU hotplug operations.
803  */
804 static void
805 sync_rcu_preempt_exp_init(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
806 {
807         unsigned long flags;
808         int must_wait = 0;
809
810         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
811         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks)) {
812                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
813         } else {
814                 rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
815                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);  /* releases rnp->lock */
816                 must_wait = 1;
817         }
818         if (!must_wait)
819                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, false); /* Don't wake self. */
820 }
821
822 /**
823  * synchronize_rcu_expedited - Brute-force RCU grace period
824  *
825  * Wait for an RCU-preempt grace period, but expedite it.  The basic
826  * idea is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
827  * the ->blkd_tasks lists and wait for this list to drain.  This consumes
828  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
829  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.
830  * In fact, if you are using synchronize_rcu_expedited() in a loop,
831  * please restructure your code to batch your updates, and then Use a
832  * single synchronize_rcu() instead.
833  *
834  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
835  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
836  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
837  * these restriction will result in deadlock.
838  */
839 void synchronize_rcu_expedited(void)
840 {
841         unsigned long flags;
842         struct rcu_node *rnp;
843         struct rcu_state *rsp = &rcu_preempt_state;
844         unsigned long snap;
845         int trycount = 0;
846
847         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
848         snap = ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) + 1;
849         smp_mb(); /* Above access cannot bleed into critical section. */
850
851         /*
852          * Block CPU-hotplug operations.  This means that any CPU-hotplug
853          * operation that finds an rcu_node structure with tasks in the
854          * process of being boosted will know that all tasks blocking
855          * this expedited grace period will already be in the process of
856          * being boosted.  This simplifies the process of moving tasks
857          * from leaf to root rcu_node structures.
858          */
859         get_online_cpus();
860
861         /*
862          * Acquire lock, falling back to synchronize_rcu() if too many
863          * lock-acquisition failures.  Of course, if someone does the
864          * expedited grace period for us, just leave.
865          */
866         while (!mutex_trylock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex)) {
867                 if (ULONG_CMP_LT(snap,
868                     ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count))) {
869                         put_online_cpus();
870                         goto mb_ret; /* Others did our work for us. */
871                 }
872                 if (trycount++ < 10) {
873                         udelay(trycount * num_online_cpus());
874                 } else {
875                         put_online_cpus();
876                         wait_rcu_gp(call_rcu);
877                         return;
878                 }
879         }
880         if (ULONG_CMP_LT(snap, ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count))) {
881                 put_online_cpus();
882                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
883         }
884
885         /* force all RCU readers onto ->blkd_tasks lists. */
886         synchronize_sched_expedited();
887
888         /* Initialize ->expmask for all non-leaf rcu_node structures. */
889         rcu_for_each_nonleaf_node_breadth_first(rsp, rnp) {
890                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
891                 rnp->expmask = rnp->qsmaskinit;
892                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
893         }
894
895         /* Snapshot current state of ->blkd_tasks lists. */
896         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
897                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rnp);
898         if (NUM_RCU_NODES > 1)
899                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rcu_get_root(rsp));
900
901         put_online_cpus();
902
903         /* Wait for snapshotted ->blkd_tasks lists to drain. */
904         rnp = rcu_get_root(rsp);
905         wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
906                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp));
907
908         /* Clean up and exit. */
909         smp_mb(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
910         ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count)++;
911 unlock_mb_ret:
912         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
913 mb_ret:
914         smp_mb(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
915 }
916 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
917
918 /**
919  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
920  *
921  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
922  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
923  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
924  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
925  */
926 void rcu_barrier(void)
927 {
928         _rcu_barrier(&rcu_preempt_state);
929 }
930 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
931
932 /*
933  * Initialize preemptible RCU's state structures.
934  */
935 static void __init __rcu_init_preempt(void)
936 {
937         rcu_init_one(&rcu_preempt_state, &rcu_preempt_data);
938 }
939
940 /*
941  * Check for a task exiting while in a preemptible-RCU read-side
942  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
943  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
944  * is enabled.
945  */
946 void exit_rcu(void)
947 {
948         struct task_struct *t = current;
949
950         if (likely(list_empty(&current->rcu_node_entry)))
951                 return;
952         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
953         barrier();
954         t->rcu_read_unlock_special = RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
955         __rcu_read_unlock();
956 }
957
958 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
959
960 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_sched_state;
961
962 /*
963  * Tell them what RCU they are running.
964  */
965 static void __init rcu_bootup_announce(void)
966 {
967         pr_info("Hierarchical RCU implementation.\n");
968         rcu_bootup_announce_oddness();
969 }
970
971 /*
972  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
973  */
974 long rcu_batches_completed(void)
975 {
976         return rcu_batches_completed_sched();
977 }
978 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
979
980 /*
981  * Force a quiescent state for RCU, which, because there is no preemptible
982  * RCU, becomes the same as rcu-sched.
983  */
984 void rcu_force_quiescent_state(void)
985 {
986         rcu_sched_force_quiescent_state();
987 }
988 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
989
990 /*
991  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
992  * CPUs being in quiescent states.
993  */
994 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
995 {
996 }
997
998 /*
999  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
1000  * RCU readers.
1001  */
1002 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
1003 {
1004         return 0;
1005 }
1006
1007 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1008
1009 /* Because preemptible RCU does not exist, no quieting of tasks. */
1010 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1011 {
1012         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1013 }
1014
1015 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1016
1017 /*
1018  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
1019  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
1020  */
1021 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
1022 {
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
1027  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
1028  */
1029 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
1030 {
1031         return 0;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
1036  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
1037  * bogus qsmask values.
1038  */
1039 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
1040 {
1041         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1042 }
1043
1044 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1045
1046 /*
1047  * Because preemptible RCU does not exist, it never needs to migrate
1048  * tasks that were blocked within RCU read-side critical sections, and
1049  * such non-existent tasks cannot possibly have been blocking the current
1050  * grace period.
1051  */
1052 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
1053                                      struct rcu_node *rnp,
1054                                      struct rcu_data *rdp)
1055 {
1056         return 0;
1057 }
1058
1059 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1060
1061 /*
1062  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
1063  * to check.
1064  */
1065 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
1066 {
1067 }
1068
1069 /*
1070  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
1071  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
1072  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
1073  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
1074  * function may only be called from __kfree_rcu().
1075  *
1076  * Because there is no preemptible RCU, we use RCU-sched instead.
1077  */
1078 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
1079                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1080 {
1081         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 1);
1082 }
1083 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
1084
1085 /*
1086  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
1087  * But because preemptible RCU does not exist, map to rcu-sched.
1088  */
1089 void synchronize_rcu_expedited(void)
1090 {
1091         synchronize_sched_expedited();
1092 }
1093 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
1094
1095 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1096
1097 /*
1098  * Because preemptible RCU does not exist, there is never any need to
1099  * report on tasks preempted in RCU read-side critical sections during
1100  * expedited RCU grace periods.
1101  */
1102 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1103                                bool wake)
1104 {
1105 }
1106
1107 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1108
1109 /*
1110  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
1111  * another name for rcu_barrier_sched().
1112  */
1113 void rcu_barrier(void)
1114 {
1115         rcu_barrier_sched();
1116 }
1117 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
1118
1119 /*
1120  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
1121  */
1122 static void __init __rcu_init_preempt(void)
1123 {
1124 }
1125
1126 /*
1127  * Because preemptible RCU does not exist, tasks cannot possibly exit
1128  * while in preemptible RCU read-side critical sections.
1129  */
1130 void exit_rcu(void)
1131 {
1132 }
1133
1134 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1135
1136 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
1137
1138 #include "../locking/rtmutex_common.h"
1139
1140 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
1141
1142 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1143 {
1144         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks))
1145                 rnp->n_balk_blkd_tasks++;
1146         else if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->gp_tasks == NULL)
1147                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1148         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->boost_tasks != NULL)
1149                 rnp->n_balk_boost_tasks++;
1150         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->qsmask != 0)
1151                 rnp->n_balk_notblocked++;
1152         else if (rnp->gp_tasks != NULL &&
1153                  ULONG_CMP_LT(jiffies, rnp->boost_time))
1154                 rnp->n_balk_notyet++;
1155         else
1156                 rnp->n_balk_nos++;
1157 }
1158
1159 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1160
1161 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1162 {
1163 }
1164
1165 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1166
1167 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
1168 {
1169         /*
1170          * If the thread is yielding, only wake it when this
1171          * is invoked from idle
1172          */
1173         if (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current))
1174                 wake_up_process(t);
1175 }
1176
1177 /*
1178  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
1179  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
1180  * ->blkd_tasks list.
1181  *
1182  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
1183  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
1184  */
1185 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
1186 {
1187         unsigned long flags;
1188         struct rt_mutex mtx;
1189         struct task_struct *t;
1190         struct list_head *tb;
1191
1192         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL)
1193                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
1194
1195         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1196
1197         /*
1198          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
1199          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
1200          */
1201         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
1202                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1203                 return 0;
1204         }
1205
1206         /*
1207          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
1208          * This cannot starve the normal grace periods because a second
1209          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
1210          * those blocking the pre-existing normal grace period.
1211          */
1212         if (rnp->exp_tasks != NULL) {
1213                 tb = rnp->exp_tasks;
1214                 rnp->n_exp_boosts++;
1215         } else {
1216                 tb = rnp->boost_tasks;
1217                 rnp->n_normal_boosts++;
1218         }
1219         rnp->n_tasks_boosted++;
1220
1221         /*
1222          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
1223          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
1224          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
1225          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
1226          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
1227          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
1228          *
1229          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
1230          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
1231          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
1232          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
1233          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
1234          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
1235          * section.
1236          */
1237         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
1238         rt_mutex_init_proxy_locked(&mtx, t);
1239         t->rcu_boost_mutex = &mtx;
1240         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1241         rt_mutex_lock(&mtx);  /* Side effect: boosts task t's priority. */
1242         rt_mutex_unlock(&mtx);  /* Keep lockdep happy. */
1243
1244         return ACCESS_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
1245                ACCESS_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
1246 }
1247
1248 /*
1249  * Priority-boosting kthread.  One per leaf rcu_node and one for the
1250  * root rcu_node.
1251  */
1252 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1253 {
1254         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1255         int spincnt = 0;
1256         int more2boost;
1257
1258         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@init"));
1259         for (;;) {
1260                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1261                 trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_wait"));
1262                 rcu_wait(rnp->boost_tasks || rnp->exp_tasks);
1263                 trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_wait"));
1264                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1265                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1266                 if (more2boost)
1267                         spincnt++;
1268                 else
1269                         spincnt = 0;
1270                 if (spincnt > 10) {
1271                         rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1272                         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_yield"));
1273                         schedule_timeout_interruptible(2);
1274                         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_yield"));
1275                         spincnt = 0;
1276                 }
1277         }
1278         /* NOTREACHED */
1279         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@notreached"));
1280         return 0;
1281 }
1282
1283 /*
1284  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1285  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1286  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1287  * period in progress, it is always time to boost.
1288  *
1289  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases.
1290  * The ->boost_kthread_task is immortal, so we don't need to worry
1291  * about it going away.
1292  */
1293 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1294 {
1295         struct task_struct *t;
1296
1297         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1298                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1299                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1300                 return;
1301         }
1302         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1303             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1304              rnp->boost_tasks == NULL &&
1305              rnp->qsmask == 0 &&
1306              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
1307                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1308                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
1309                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1310                 t = rnp->boost_kthread_task;
1311                 if (t)
1312                         rcu_wake_cond(t, rnp->boost_kthread_status);
1313         } else {
1314                 rcu_initiate_boost_trace(rnp);
1315                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1316         }
1317 }
1318
1319 /*
1320  * Wake up the per-CPU kthread to invoke RCU callbacks.
1321  */
1322 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1323 {
1324         unsigned long flags;
1325
1326         local_irq_save(flags);
1327         __this_cpu_write(rcu_cpu_has_work, 1);
1328         if (__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) != NULL &&
1329             current != __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task)) {
1330                 rcu_wake_cond(__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task),
1331                               __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_status));
1332         }
1333         local_irq_restore(flags);
1334 }
1335
1336 /*
1337  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1338  * Caller must have preemption disabled.
1339  */
1340 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1341 {
1342         return __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) == current;
1343 }
1344
1345 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1346
1347 /*
1348  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1349  */
1350 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1351 {
1352         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1357  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1358  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1359  */
1360 static int rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1361                                                  struct rcu_node *rnp)
1362 {
1363         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1364         unsigned long flags;
1365         struct sched_param sp;
1366         struct task_struct *t;
1367
1368         if (&rcu_preempt_state != rsp)
1369                 return 0;
1370
1371         if (!rcu_scheduler_fully_active || rnp->qsmaskinit == 0)
1372                 return 0;
1373
1374         rsp->boost = 1;
1375         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1376                 return 0;
1377         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1378                            "rcub/%d", rnp_index);
1379         if (IS_ERR(t))
1380                 return PTR_ERR(t);
1381         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1382         rnp->boost_kthread_task = t;
1383         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1384         sp.sched_priority = RCU_BOOST_PRIO;
1385         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1386         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1387         return 0;
1388 }
1389
1390 static void rcu_kthread_do_work(void)
1391 {
1392         rcu_do_batch(&rcu_sched_state, this_cpu_ptr(&rcu_sched_data));
1393         rcu_do_batch(&rcu_bh_state, this_cpu_ptr(&rcu_bh_data));
1394         rcu_preempt_do_callbacks();
1395 }
1396
1397 static void rcu_cpu_kthread_setup(unsigned int cpu)
1398 {
1399         struct sched_param sp;
1400
1401         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1402         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1403 }
1404
1405 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
1406 {
1407         per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
1408 }
1409
1410 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
1411 {
1412         return __this_cpu_read(rcu_cpu_has_work);
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1417  * RCU softirq used in flavors and configurations of RCU that do not
1418  * support RCU priority boosting.
1419  */
1420 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
1421 {
1422         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_kthread_status);
1423         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_has_work);
1424         int spincnt;
1425
1426         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
1427                 trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_wait"));
1428                 local_bh_disable();
1429                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1430                 this_cpu_inc(rcu_cpu_kthread_loops);
1431                 local_irq_disable();
1432                 work = *workp;
1433                 *workp = 0;
1434                 local_irq_enable();
1435                 if (work)
1436                         rcu_kthread_do_work();
1437                 local_bh_enable();
1438                 if (*workp == 0) {
1439                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
1440                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1441                         return;
1442                 }
1443         }
1444         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1445         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
1446         schedule_timeout_interruptible(2);
1447         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
1448         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1449 }
1450
1451 /*
1452  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1453  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1454  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1455  *
1456  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1457  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1458  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1459  */
1460 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1461 {
1462         struct task_struct *t = rnp->boost_kthread_task;
1463         unsigned long mask = rnp->qsmaskinit;
1464         cpumask_var_t cm;
1465         int cpu;
1466
1467         if (!t)
1468                 return;
1469         if (!zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1470                 return;
1471         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1)
1472                 if ((mask & 0x1) && cpu != outgoingcpu)
1473                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1474         if (cpumask_weight(cm) == 0) {
1475                 cpumask_setall(cm);
1476                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++)
1477                         cpumask_clear_cpu(cpu, cm);
1478                 WARN_ON_ONCE(cpumask_weight(cm) == 0);
1479         }
1480         set_cpus_allowed_ptr(t, cm);
1481         free_cpumask_var(cm);
1482 }
1483
1484 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
1485         .store                  = &rcu_cpu_kthread_task,
1486         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
1487         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
1488         .thread_comm            = "rcuc/%u",
1489         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
1490         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
1491 };
1492
1493 /*
1494  * Spawn all kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1495  */
1496 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
1497 {
1498         struct rcu_node *rnp;
1499         int cpu;
1500
1501         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1502         for_each_possible_cpu(cpu)
1503                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1504         BUG_ON(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec));
1505         rnp = rcu_get_root(rcu_state);
1506         (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state, rnp);
1507         if (NUM_RCU_NODES > 1) {
1508                 rcu_for_each_leaf_node(rcu_state, rnp)
1509                         (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state, rnp);
1510         }
1511         return 0;
1512 }
1513 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);
1514
1515 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1516 {
1517         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
1518         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1519
1520         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
1521         if (rcu_scheduler_fully_active)
1522                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state, rnp);
1523 }
1524
1525 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1526
1527 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1528 {
1529         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1530 }
1531
1532 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1533 {
1534         WARN_ON_ONCE(1);
1535 }
1536
1537 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1538 {
1539         return false;
1540 }
1541
1542 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1543 {
1544 }
1545
1546 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1547 {
1548 }
1549
1550 static int __init rcu_scheduler_really_started(void)
1551 {
1552         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1553         return 0;
1554 }
1555 early_initcall(rcu_scheduler_really_started);
1556
1557 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1558 {
1559 }
1560
1561 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1562
1563 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1564
1565 /*
1566  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1567  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1568  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1569  * an exported member of the RCU API.
1570  *
1571  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether this CPU needs
1572  * any flavor of RCU.
1573  */
1574 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *delta_jiffies)
1575 {
1576         *delta_jiffies = ULONG_MAX;
1577         return rcu_cpu_has_callbacks(cpu, NULL);
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1582  * after it.
1583  */
1584 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
1585 {
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1590  * is nothing.
1591  */
1592 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
1593 {
1594 }
1595
1596 /*
1597  * Don't bother keeping a running count of the number of RCU callbacks
1598  * posted because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n.
1599  */
1600 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1601 {
1602 }
1603
1604 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1605
1606 /*
1607  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1608  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1609  * the energy-efficient dyntick-idle mode.  This is handled by a
1610  * state machine implemented by rcu_prepare_for_idle() below.
1611  *
1612  * The following three proprocessor symbols control this state machine:
1613  *
1614  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1615  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1616  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1617  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1618  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1619  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1620  *      just power the system down and be done with it!
1621  * RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is
1622  *      permitted to sleep in dyntick-idle mode with only lazy RCU
1623  *      callbacks pending.  Setting this too high can OOM your system.
1624  *
1625  * The values below work well in practice.  If future workloads require
1626  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1627  * making the state machine smarter might be a better option.
1628  */
1629 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 4             /* Roughly one grace period. */
1630 #define RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY (6 * HZ) /* Roughly six seconds. */
1631
1632 static int rcu_idle_gp_delay = RCU_IDLE_GP_DELAY;
1633 module_param(rcu_idle_gp_delay, int, 0644);
1634 static int rcu_idle_lazy_gp_delay = RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
1635 module_param(rcu_idle_lazy_gp_delay, int, 0644);
1636
1637 extern int tick_nohz_enabled;
1638
1639 /*
1640  * Try to advance callbacks for all flavors of RCU on the current CPU, but
1641  * only if it has been awhile since the last time we did so.  Afterwards,
1642  * if there are any callbacks ready for immediate invocation, return true.
1643  */
1644 static bool rcu_try_advance_all_cbs(void)
1645 {
1646         bool cbs_ready = false;
1647         struct rcu_data *rdp;
1648         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1649         struct rcu_node *rnp;
1650         struct rcu_state *rsp;
1651
1652         /* Exit early if we advanced recently. */
1653         if (jiffies == rdtp->last_advance_all)
1654                 return 0;
1655         rdtp->last_advance_all = jiffies;
1656
1657         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1658                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1659                 rnp = rdp->mynode;
1660
1661                 /*
1662                  * Don't bother checking unless a grace period has
1663                  * completed since we last checked and there are
1664                  * callbacks not yet ready to invoke.
1665                  */
1666                 if (rdp->completed != rnp->completed &&
1667                     rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1668                         note_gp_changes(rsp, rdp);
1669
1670                 if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1671                         cbs_ready = true;
1672         }
1673         return cbs_ready;
1674 }
1675
1676 /*
1677  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode unless it has callbacks ready
1678  * to invoke.  If the CPU has callbacks, try to advance them.  Tell the
1679  * caller to set the timeout based on whether or not there are non-lazy
1680  * callbacks.
1681  *
1682  * The caller must have disabled interrupts.
1683  */
1684 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *dj)
1685 {
1686         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1687
1688         /* Snapshot to detect later posting of non-lazy callback. */
1689         rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1690
1691         /* If no callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
1692         if (!rcu_cpu_has_callbacks(cpu, &rdtp->all_lazy)) {
1693                 *dj = ULONG_MAX;
1694                 return 0;
1695         }
1696
1697         /* Attempt to advance callbacks. */
1698         if (rcu_try_advance_all_cbs()) {
1699                 /* Some ready to invoke, so initiate later invocation. */
1700                 invoke_rcu_core();
1701                 return 1;
1702         }
1703         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1704
1705         /* Request timer delay depending on laziness, and round. */
1706         if (!rdtp->all_lazy) {
1707                 *dj = round_up(rcu_idle_gp_delay + jiffies,
1708                                rcu_idle_gp_delay) - jiffies;
1709         } else {
1710                 *dj = round_jiffies(rcu_idle_lazy_gp_delay + jiffies) - jiffies;
1711         }
1712         return 0;
1713 }
1714
1715 /*
1716  * Prepare a CPU for idle from an RCU perspective.  The first major task
1717  * is to sense whether nohz mode has been enabled or disabled via sysfs.
1718  * The second major task is to check to see if a non-lazy callback has
1719  * arrived at a CPU that previously had only lazy callbacks.  The third
1720  * major task is to accelerate (that is, assign grace-period numbers to)
1721  * any recently arrived callbacks.
1722  *
1723  * The caller must have disabled interrupts.
1724  */
1725 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
1726 {
1727         struct rcu_data *rdp;
1728         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1729         struct rcu_node *rnp;
1730         struct rcu_state *rsp;
1731         int tne;
1732
1733         /* Handle nohz enablement switches conservatively. */
1734         tne = ACCESS_ONCE(tick_nohz_enabled);
1735         if (tne != rdtp->tick_nohz_enabled_snap) {
1736                 if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu, NULL))
1737                         invoke_rcu_core(); /* force nohz to see update. */
1738                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap = tne;
1739                 return;
1740         }
1741         if (!tne)
1742                 return;
1743
1744         /* If this is a no-CBs CPU, no callbacks, just return. */
1745         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu))
1746                 return;
1747
1748         /*
1749          * If a non-lazy callback arrived at a CPU having only lazy
1750          * callbacks, invoke RCU core for the side-effect of recalculating
1751          * idle duration on re-entry to idle.
1752          */
1753         if (rdtp->all_lazy &&
1754             rdtp->nonlazy_posted != rdtp->nonlazy_posted_snap) {
1755                 rdtp->all_lazy = false;
1756                 rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1757                 invoke_rcu_core();
1758                 return;
1759         }
1760
1761         /*
1762          * If we have not yet accelerated this jiffy, accelerate all
1763          * callbacks on this CPU.
1764          */
1765         if (rdtp->last_accelerate == jiffies)
1766                 return;
1767         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1768         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1769                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1770                 if (!*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1771                         continue;
1772                 rnp = rdp->mynode;
1773                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1774                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1775                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1776         }
1777 }
1778
1779 /*
1780  * Clean up for exit from idle.  Attempt to advance callbacks based on
1781  * any grace periods that elapsed while the CPU was idle, and if any
1782  * callbacks are now ready to invoke, initiate invocation.
1783  */
1784 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
1785 {
1786
1787         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu))
1788                 return;
1789         if (rcu_try_advance_all_cbs())
1790                 invoke_rcu_core();
1791 }
1792
1793 /*
1794  * Keep a running count of the number of non-lazy callbacks posted
1795  * on this CPU.  This running counter (which is never decremented) allows
1796  * rcu_prepare_for_idle() to detect when something out of the idle loop
1797  * posts a callback, even if an equal number of callbacks are invoked.
1798  * Of course, callbacks should only be posted from within a trace event
1799  * designed to be called from idle or from within RCU_NONIDLE().
1800  */
1801 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1802 {
1803         __this_cpu_add(rcu_dynticks.nonlazy_posted, 1);
1804 }
1805
1806 /*
1807  * Data for flushing lazy RCU callbacks at OOM time.
1808  */
1809 static atomic_t oom_callback_count;
1810 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_callback_wq);
1811
1812 /*
1813  * RCU OOM callback -- decrement the outstanding count and deliver the
1814  * wake-up if we are the last one.
1815  */
1816 static void rcu_oom_callback(struct rcu_head *rhp)
1817 {
1818         if (atomic_dec_and_test(&oom_callback_count))
1819                 wake_up(&oom_callback_wq);
1820 }
1821
1822 /*
1823  * Post an rcu_oom_notify callback on the current CPU if it has at
1824  * least one lazy callback.  This will unnecessarily post callbacks
1825  * to CPUs that already have a non-lazy callback at the end of their
1826  * callback list, but this is an infrequent operation, so accept some
1827  * extra overhead to keep things simple.
1828  */
1829 static void rcu_oom_notify_cpu(void *unused)
1830 {
1831         struct rcu_state *rsp;
1832         struct rcu_data *rdp;
1833
1834         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1835                 rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1836                 if (rdp->qlen_lazy != 0) {
1837                         atomic_inc(&oom_callback_count);
1838                         rsp->call(&rdp->oom_head, rcu_oom_callback);
1839                 }
1840         }
1841 }
1842
1843 /*
1844  * If low on memory, ensure that each CPU has a non-lazy callback.
1845  * This will wake up CPUs that have only lazy callbacks, in turn
1846  * ensuring that they free up the corresponding memory in a timely manner.
1847  * Because an uncertain amount of memory will be freed in some uncertain
1848  * timeframe, we do not claim to have freed anything.
1849  */
1850 static int rcu_oom_notify(struct notifier_block *self,
1851                           unsigned long notused, void *nfreed)
1852 {
1853         int cpu;
1854
1855         /* Wait for callbacks from earlier instance to complete. */
1856         wait_event(oom_callback_wq, atomic_read(&oom_callback_count) == 0);
1857         smp_mb(); /* Ensure callback reuse happens after callback invocation. */
1858
1859         /*
1860          * Prevent premature wakeup: ensure that all increments happen
1861          * before there is a chance of the counter reaching zero.
1862          */
1863         atomic_set(&oom_callback_count, 1);
1864
1865         get_online_cpus();
1866         for_each_online_cpu(cpu) {
1867                 smp_call_function_single(cpu, rcu_oom_notify_cpu, NULL, 1);
1868                 cond_resched();
1869         }
1870         put_online_cpus();
1871
1872         /* Unconditionally decrement: no need to wake ourselves up. */
1873         atomic_dec(&oom_callback_count);
1874
1875         return NOTIFY_OK;
1876 }
1877
1878 static struct notifier_block rcu_oom_nb = {
1879         .notifier_call = rcu_oom_notify
1880 };
1881
1882 static int __init rcu_register_oom_notifier(void)
1883 {
1884         register_oom_notifier(&rcu_oom_nb);
1885         return 0;
1886 }
1887 early_initcall(rcu_register_oom_notifier);
1888
1889 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1890
1891 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
1892
1893 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
1894
1895 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1896 {
1897         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1898         unsigned long nlpd = rdtp->nonlazy_posted - rdtp->nonlazy_posted_snap;
1899
1900         sprintf(cp, "last_accelerate: %04lx/%04lx, nonlazy_posted: %ld, %c%c",
1901                 rdtp->last_accelerate & 0xffff, jiffies & 0xffff,
1902                 ulong2long(nlpd),
1903                 rdtp->all_lazy ? 'L' : '.',
1904                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap ? '.' : 'D');
1905 }
1906
1907 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1908
1909 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1910 {
1911         *cp = '\0';
1912 }
1913
1914 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1915
1916 /* Initiate the stall-info list. */
1917 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
1918 {
1919         pr_cont("\n");
1920 }
1921
1922 /*
1923  * Print out diagnostic information for the specified stalled CPU.
1924  *
1925  * If the specified CPU is aware of the current RCU grace period
1926  * (flavor specified by rsp), then print the number of scheduling
1927  * clock interrupts the CPU has taken during the time that it has
1928  * been aware.  Otherwise, print the number of RCU grace periods
1929  * that this CPU is ignorant of, for example, "1" if the CPU was
1930  * aware of the previous grace period.
1931  *
1932  * Also print out idle and (if CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) idle-entry info.
1933  */
1934 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1935 {
1936         char fast_no_hz[72];
1937         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1938         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
1939         char *ticks_title;
1940         unsigned long ticks_value;
1941
1942         if (rsp->gpnum == rdp->gpnum) {
1943                 ticks_title = "ticks this GP";
1944                 ticks_value = rdp->ticks_this_gp;
1945         } else {
1946                 ticks_title = "GPs behind";
1947                 ticks_value = rsp->gpnum - rdp->gpnum;
1948         }
1949         print_cpu_stall_fast_no_hz(fast_no_hz, cpu);
1950         pr_err("\t%d: (%lu %s) idle=%03x/%llx/%d softirq=%u/%u %s\n",
1951                cpu, ticks_value, ticks_title,
1952                atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0xfff,
1953                rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting,
1954                rdp->softirq_snap, kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, cpu),
1955                fast_no_hz);
1956 }
1957
1958 /* Terminate the stall-info list. */
1959 static void print_cpu_stall_info_end(void)
1960 {
1961         pr_err("\t");
1962 }
1963
1964 /* Zero ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1965 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
1966 {
1967         rdp->ticks_this_gp = 0;
1968         rdp->softirq_snap = kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, smp_processor_id());
1969 }
1970
1971 /* Increment ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1972 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
1973 {
1974         struct rcu_state *rsp;
1975
1976         for_each_rcu_flavor(rsp)
1977                 __this_cpu_ptr(rsp->rda)->ticks_this_gp++;
1978 }
1979
1980 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
1981
1982 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
1983 {
1984         pr_cont(" {");
1985 }
1986
1987 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1988 {
1989         pr_cont(" %d", cpu);
1990 }
1991
1992 static void print_cpu_stall_info_end(void)
1993 {
1994         pr_cont("} ");
1995 }
1996
1997 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
1998 {
1999 }
2000
2001 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
2002 {
2003 }
2004
2005 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
2006
2007 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
2008
2009 /*
2010  * Offload callback processing from the boot-time-specified set of CPUs
2011  * specified by rcu_nocb_mask.  For each CPU in the set, there is a
2012  * kthread created that pulls the callbacks from the corresponding CPU,
2013  * waits for a grace period to elapse, and invokes the callbacks.
2014  * The no-CBs CPUs do a wake_up() on their kthread when they insert
2015  * a callback into any empty list, unless the rcu_nocb_poll boot parameter
2016  * has been specified, in which case each kthread actively polls its
2017  * CPU.  (Which isn't so great for energy efficiency, but which does
2018  * reduce RCU's overhead on that CPU.)
2019  *
2020  * This is intended to be used in conjunction with Frederic Weisbecker's
2021  * adaptive-idle work, which would seriously reduce OS jitter on CPUs
2022  * running CPU-bound user-mode computations.
2023  *
2024  * Offloading of callback processing could also in theory be used as
2025  * an energy-efficiency measure because CPUs with no RCU callbacks
2026  * queued are more aggressive about entering dyntick-idle mode.
2027  */
2028
2029
2030 /* Parse the boot-time rcu_nocb_mask CPU list from the kernel parameters. */
2031 static int __init rcu_nocb_setup(char *str)
2032 {
2033         alloc_bootmem_cpumask_var(&rcu_nocb_mask);
2034         have_rcu_nocb_mask = true;
2035         cpulist_parse(str, rcu_nocb_mask);
2036         return 1;
2037 }
2038 __setup("rcu_nocbs=", rcu_nocb_setup);
2039
2040 static int __init parse_rcu_nocb_poll(char *arg)
2041 {
2042         rcu_nocb_poll = 1;
2043         return 0;
2044 }
2045 early_param("rcu_nocb_poll", parse_rcu_nocb_poll);
2046
2047 /*
2048  * Do any no-CBs CPUs need another grace period?
2049  *
2050  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
2051  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
2052  */
2053 static int rcu_nocb_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
2054 {
2055         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2056
2057         return rnp->need_future_gp[(ACCESS_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1];
2058 }
2059
2060 /*
2061  * Wake up any no-CBs CPUs' kthreads that were waiting on the just-ended
2062  * grace period.
2063  */
2064 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
2065 {
2066         wake_up_all(&rnp->nocb_gp_wq[rnp->completed & 0x1]);
2067 }
2068
2069 /*
2070  * Set the root rcu_node structure's ->need_future_gp field
2071  * based on the sum of those of all rcu_node structures.  This does
2072  * double-count the root rcu_node structure's requests, but this
2073  * is necessary to handle the possibility of a rcu_nocb_kthread()
2074  * having awakened during the time that the rcu_node structures
2075  * were being updated for the end of the previous grace period.
2076  */
2077 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
2078 {
2079         rnp->need_future_gp[(rnp->completed + 1) & 0x1] += nrq;
2080 }
2081
2082 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
2083 {
2084         init_waitqueue_head(&rnp->nocb_gp_wq[0]);
2085         init_waitqueue_head(&rnp->nocb_gp_wq[1]);
2086 }
2087
2088 /* Is the specified CPU a no-CPUs CPU? */
2089 bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu)
2090 {
2091         if (have_rcu_nocb_mask)
2092                 return cpumask_test_cpu(cpu, rcu_nocb_mask);
2093         return false;
2094 }
2095
2096 /*
2097  * Enqueue the specified string of rcu_head structures onto the specified
2098  * CPU's no-CBs lists.  The CPU is specified by rdp, the head of the
2099  * string by rhp, and the tail of the string by rhtp.  The non-lazy/lazy
2100  * counts are supplied by rhcount and rhcount_lazy.
2101  *
2102  * If warranted, also wake up the kthread servicing this CPUs queues.
2103  */
2104 static void __call_rcu_nocb_enqueue(struct rcu_data *rdp,
2105                                     struct rcu_head *rhp,
2106                                     struct rcu_head **rhtp,
2107                                     int rhcount, int rhcount_lazy,
2108                                     unsigned long flags)
2109 {
2110         int len;
2111         struct rcu_head **old_rhpp;
2112         struct task_struct *t;
2113
2114         /* Enqueue the callback on the nocb list and update counts. */
2115         old_rhpp = xchg(&rdp->nocb_tail, rhtp);
2116         ACCESS_ONCE(*old_rhpp) = rhp;
2117         atomic_long_add(rhcount, &rdp->nocb_q_count);
2118         atomic_long_add(rhcount_lazy, &rdp->nocb_q_count_lazy);
2119
2120         /* If we are not being polled and there is a kthread, awaken it ... */
2121         t = ACCESS_ONCE(rdp->nocb_kthread);
2122         if (rcu_nocb_poll || !t) {
2123                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2124                                     TPS("WakeNotPoll"));
2125                 return;
2126         }
2127         len = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
2128         if (old_rhpp == &rdp->nocb_head) {
2129                 if (!irqs_disabled_flags(flags)) {
2130                         wake_up(&rdp->nocb_wq); /* ... if queue was empty ... */
2131                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2132                                             TPS("WakeEmpty"));
2133                 } else {
2134                         rdp->nocb_defer_wakeup = true;
2135                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2136                                             TPS("WakeEmptyIsDeferred"));
2137                 }
2138                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2139         } else if (len > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark) {
2140                 wake_up_process(t); /* ... or if many callbacks queued. */
2141                 rdp->qlen_last_fqs_check = LONG_MAX / 2;
2142                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeOvf"));
2143         } else {
2144                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeNot"));
2145         }
2146         return;
2147 }
2148
2149 /*
2150  * This is a helper for __call_rcu(), which invokes this when the normal
2151  * callback queue is inoperable.  If this is not a no-CBs CPU, this
2152  * function returns failure back to __call_rcu(), which can complain
2153  * appropriately.
2154  *
2155  * Otherwise, this function queues the callback where the corresponding
2156  * "rcuo" kthread can find it.
2157  */
2158 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2159                             bool lazy, unsigned long flags)
2160 {
2161
2162         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2163                 return 0;
2164         __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rhp, &rhp->next, 1, lazy, flags);
2165         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)rhp->func))
2166                 trace_rcu_kfree_callback(rdp->rsp->name, rhp,
2167                                          (unsigned long)rhp->func,
2168                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2169                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2170         else
2171                 trace_rcu_callback(rdp->rsp->name, rhp,
2172                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2173                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2174         return 1;
2175 }
2176
2177 /*
2178  * Adopt orphaned callbacks on a no-CBs CPU, or return 0 if this is
2179  * not a no-CBs CPU.
2180  */
2181 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp,
2182                                                      struct rcu_data *rdp,
2183                                                      unsigned long flags)
2184 {
2185         long ql = rsp->qlen;
2186         long qll = rsp->qlen_lazy;
2187
2188         /* If this is not a no-CBs CPU, tell the caller to do it the old way. */
2189         if (!rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
2190                 return 0;
2191         rsp->qlen = 0;
2192         rsp->qlen_lazy = 0;
2193
2194         /* First, enqueue the donelist, if any.  This preserves CB ordering. */
2195         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2196                 __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rsp->orphan_donelist,
2197                                         rsp->orphan_donetail, ql, qll, flags);
2198                 ql = qll = 0;
2199                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2200                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2201         }
2202         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2203                 __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rsp->orphan_nxtlist,
2204                                         rsp->orphan_nxttail, ql, qll, flags);
2205                 ql = qll = 0;
2206                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2207                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2208         }
2209         return 1;
2210 }
2211
2212 /*
2213  * If necessary, kick off a new grace period, and either way wait
2214  * for a subsequent grace period to complete.
2215  */
2216 static void rcu_nocb_wait_gp(struct rcu_data *rdp)
2217 {
2218         unsigned long c;
2219         bool d;
2220         unsigned long flags;
2221         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2222
2223         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2224         c = rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
2225         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2226
2227         /*
2228          * Wait for the grace period.  Do so interruptibly to avoid messing
2229          * up the load average.
2230          */
2231         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("StartWait"));
2232         for (;;) {
2233                 wait_event_interruptible(
2234                         rnp->nocb_gp_wq[c & 0x1],
2235                         (d = ULONG_CMP_GE(ACCESS_ONCE(rnp->completed), c)));
2236                 if (likely(d))
2237                         break;
2238                 flush_signals(current);
2239                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("ResumeWait"));
2240         }
2241         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("EndWait"));
2242         smp_mb(); /* Ensure that CB invocation happens after GP end. */
2243 }
2244
2245 /*
2246  * Per-rcu_data kthread, but only for no-CBs CPUs.  Each kthread invokes
2247  * callbacks queued by the corresponding no-CBs CPU.
2248  */
2249 static int rcu_nocb_kthread(void *arg)
2250 {
2251         int c, cl;
2252         bool firsttime = 1;
2253         struct rcu_head *list;
2254         struct rcu_head *next;
2255         struct rcu_head **tail;
2256         struct rcu_data *rdp = arg;
2257
2258         /* Each pass through this loop invokes one batch of callbacks */
2259         for (;;) {
2260                 /* If not polling, wait for next batch of callbacks. */
2261                 if (!rcu_nocb_poll) {
2262                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2263                                             TPS("Sleep"));
2264                         wait_event_interruptible(rdp->nocb_wq, rdp->nocb_head);
2265                         /* Memory barrier provide by xchg() below. */
2266                 } else if (firsttime) {
2267                         firsttime = 0;
2268                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2269                                             TPS("Poll"));
2270                 }
2271                 list = ACCESS_ONCE(rdp->nocb_head);
2272                 if (!list) {
2273                         if (!rcu_nocb_poll)
2274                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2275                                                     TPS("WokeEmpty"));
2276                         schedule_timeout_interruptible(1);
2277                         flush_signals(current);
2278                         continue;
2279                 }
2280                 firsttime = 1;
2281                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2282                                     TPS("WokeNonEmpty"));
2283
2284                 /*
2285                  * Extract queued callbacks, update counts, and wait
2286                  * for a grace period to elapse.
2287                  */
2288                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_head) = NULL;
2289                 tail = xchg(&rdp->nocb_tail, &rdp->nocb_head);
2290                 c = atomic_long_xchg(&rdp->nocb_q_count, 0);
2291                 cl = atomic_long_xchg(&rdp->nocb_q_count_lazy, 0);
2292                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_p_count) += c;
2293                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_p_count_lazy) += cl;
2294                 rcu_nocb_wait_gp(rdp);
2295
2296                 /* Each pass through the following loop invokes a callback. */
2297                 trace_rcu_batch_start(rdp->rsp->name, cl, c, -1);
2298                 c = cl = 0;
2299                 while (list) {
2300                         next = list->next;
2301                         /* Wait for enqueuing to complete, if needed. */
2302                         while (next == NULL && &list->next != tail) {
2303                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2304                                                     TPS("WaitQueue"));
2305                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2306                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2307                                                     TPS("WokeQueue"));
2308                                 next = list->next;
2309                         }
2310                         debug_rcu_head_unqueue(list);
2311                         local_bh_disable();
2312                         if (__rcu_reclaim(rdp->rsp->name, list))
2313                                 cl++;
2314                         c++;
2315                         local_bh_enable();
2316                         list = next;
2317                 }
2318                 trace_rcu_batch_end(rdp->rsp->name, c, !!list, 0, 0, 1);
2319                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_p_count) -= c;
2320                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_p_count_lazy) -= cl;
2321                 rdp->n_nocbs_invoked += c;
2322         }
2323         return 0;
2324 }
2325
2326 /* Is a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread() required? */
2327 static bool rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2328 {
2329         return ACCESS_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup);
2330 }
2331
2332 /* Do a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread(). */
2333 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2334 {
2335         if (!rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
2336                 return;
2337         ACCESS_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup) = false;
2338         wake_up(&rdp->nocb_wq);
2339         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("DeferredWakeEmpty"));
2340 }
2341
2342 /* Initialize per-rcu_data variables for no-CBs CPUs. */
2343 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2344 {
2345         rdp->nocb_tail = &rdp->nocb_head;
2346         init_waitqueue_head(&rdp->nocb_wq);
2347 }
2348
2349 /* Create a kthread for each RCU flavor for each no-CBs CPU. */
2350 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(struct rcu_state *rsp)
2351 {
2352         int cpu;
2353         struct rcu_data *rdp;
2354         struct task_struct *t;
2355
2356         if (rcu_nocb_mask == NULL)
2357                 return;
2358         for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask) {
2359                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2360                 t = kthread_run(rcu_nocb_kthread, rdp,
2361                                 "rcuo%c/%d", rsp->abbr, cpu);
2362                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2363                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_kthread) = t;
2364         }
2365 }
2366
2367 /* Prevent __call_rcu() from enqueuing callbacks on no-CBs CPUs */
2368 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2369 {
2370         if (rcu_nocb_mask == NULL ||
2371             !cpumask_test_cpu(rdp->cpu, rcu_nocb_mask))
2372                 return false;
2373         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2374         return true;
2375 }
2376
2377 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2378
2379 static int rcu_nocb_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
2380 {
2381         return 0;
2382 }
2383
2384 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
2385 {
2386 }
2387
2388 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
2389 {
2390 }
2391
2392 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
2393 {
2394 }
2395
2396 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2397                             bool lazy, unsigned long flags)
2398 {
2399         return 0;
2400 }
2401
2402 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp,
2403                                                      struct rcu_data *rdp,
2404                                                      unsigned long flags)
2405 {
2406         return 0;
2407 }
2408
2409 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2410 {
2411 }
2412
2413 static bool rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2414 {
2415         return false;
2416 }
2417
2418 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2419 {
2420 }
2421
2422 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(struct rcu_state *rsp)
2423 {
2424 }
2425
2426 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2427 {
2428         return false;
2429 }
2430
2431 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2432
2433 /*
2434  * An adaptive-ticks CPU can potentially execute in kernel mode for an
2435  * arbitrarily long period of time with the scheduling-clock tick turned
2436  * off.  RCU will be paying attention to this CPU because it is in the
2437  * kernel, but the CPU cannot be guaranteed to be executing the RCU state
2438  * machine because the scheduling-clock tick has been disabled.  Therefore,
2439  * if an adaptive-ticks CPU is failing to respond to the current grace
2440  * period and has not be idle from an RCU perspective, kick it.
2441  */
2442 static void rcu_kick_nohz_cpu(int cpu)
2443 {
2444 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2445         if (tick_nohz_full_cpu(cpu))
2446                 smp_send_reschedule(cpu);
2447 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
2448 }
2449
2450
2451 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
2452
2453 /*
2454  * Define RCU flavor that holds sysidle state.  This needs to be the
2455  * most active flavor of RCU.
2456  */
2457 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
2458 static struct rcu_state *rcu_sysidle_state = &rcu_preempt_state;
2459 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
2460 static struct rcu_state *rcu_sysidle_state = &rcu_sched_state;
2461 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
2462
2463 static int full_sysidle_state;          /* Current system-idle state. */
2464 #define RCU_SYSIDLE_NOT         0       /* Some CPU is not idle. */
2465 #define RCU_SYSIDLE_SHORT       1       /* All CPUs idle for brief period. */
2466 #define RCU_SYSIDLE_LONG        2       /* All CPUs idle for long enough. */
2467 #define RCU_SYSIDLE_FULL        3       /* All CPUs idle, ready for sysidle. */
2468 #define RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED  4       /* Actually entered sysidle state. */
2469
2470 /*
2471  * Invoked to note exit from irq or task transition to idle.  Note that
2472  * usermode execution does -not- count as idle here!  After all, we want
2473  * to detect full-system idle states, not RCU quiescent states and grace
2474  * periods.  The caller must have disabled interrupts.
2475  */
2476 static void rcu_sysidle_enter(struct rcu_dynticks *rdtp, int irq)
2477 {
2478         unsigned long j;
2479
2480         /* Adjust nesting, check for fully idle. */
2481         if (irq) {
2482                 rdtp->dynticks_idle_nesting--;
2483                 WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting < 0);
2484                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting != 0)
2485                         return;  /* Still not fully idle. */
2486         } else {
2487                 if ((rdtp->dynticks_idle_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) ==
2488                     DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
2489                         rdtp->dynticks_idle_nesting = 0;
2490                 } else {
2491                         rdtp->dynticks_idle_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2492                         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting < 0);
2493                         return;  /* Still not fully idle. */
2494                 }
2495         }
2496
2497         /* Record start of fully idle period. */
2498         j = jiffies;
2499         ACCESS_ONCE(rdtp->dynticks_idle_jiffies) = j;
2500         smp_mb__before_atomic_inc();
2501         atomic_inc(&rdtp->dynticks_idle);
2502         smp_mb__after_atomic_inc();
2503         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks_idle) & 0x1);
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Unconditionally force exit from full system-idle state.  This is
2508  * invoked when a normal CPU exits idle, but must be called separately
2509  * for the timekeeping CPU (tick_do_timer_cpu).  The reason for this
2510  * is that the timekeeping CPU is permitted to take scheduling-clock
2511  * interrupts while the system is in system-idle state, and of course
2512  * rcu_sysidle_exit() has no way of distinguishing a scheduling-clock
2513  * interrupt from any other type of interrupt.
2514  */
2515 void rcu_sysidle_force_exit(void)
2516 {
2517         int oldstate = ACCESS_ONCE(full_sysidle_state);
2518         int newoldstate;
2519
2520         /*
2521          * Each pass through the following loop attempts to exit full
2522          * system-idle state.  If contention proves to be a problem,
2523          * a trylock-based contention tree could be used here.
2524          */
2525         while (oldstate > RCU_SYSIDLE_SHORT) {
2526                 newoldstate = cmpxchg(&full_sysidle_state,
2527                                       oldstate, RCU_SYSIDLE_NOT);
2528                 if (oldstate == newoldstate &&
2529                     oldstate == RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED) {
2530                         rcu_kick_nohz_cpu(tick_do_timer_cpu);
2531                         return; /* We cleared it, done! */
2532                 }
2533                 oldstate = newoldstate;
2534         }
2535         smp_mb(); /* Order initial oldstate fetch vs. later non-idle work. */
2536 }
2537
2538 /*
2539  * Invoked to note entry to irq or task transition from idle.  Note that
2540  * usermode execution does -not- count as idle here!  The caller must
2541  * have disabled interrupts.
2542  */
2543 static void rcu_sysidle_exit(struct rcu_dynticks *rdtp, int irq)
2544 {
2545         /* Adjust nesting, check for already non-idle. */
2546         if (irq) {
2547                 rdtp->dynticks_idle_nesting++;
2548                 WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting <= 0);
2549                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting != 1)
2550                         return; /* Already non-idle. */
2551         } else {
2552                 /*
2553                  * Allow for irq misnesting.  Yes, it really is possible
2554                  * to enter an irq handler then never leave it, and maybe
2555                  * also vice versa.  Handle both possibilities.
2556                  */
2557                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
2558                         rdtp->dynticks_idle_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2559                         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting <= 0);
2560                         return; /* Already non-idle. */
2561                 } else {
2562                         rdtp->dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2563                 }
2564         }
2565
2566         /* Record end of idle period. */
2567         smp_mb__before_atomic_inc();
2568         atomic_inc(&rdtp->dynticks_idle);
2569         smp_mb__after_atomic_inc();
2570         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks_idle) & 0x1));
2571
2572         /*
2573          * If we are the timekeeping CPU, we are permitted to be non-idle
2574          * during a system-idle state.  This must be the case, because
2575          * the timekeeping CPU has to take scheduling-clock interrupts
2576          * during the time that the system is transitioning to full
2577          * system-idle state.  This means that the timekeeping CPU must
2578          * invoke rcu_sysidle_force_exit() directly if it does anything
2579          * more than take a scheduling-clock interrupt.
2580          */
2581         if (smp_processor_id() == tick_do_timer_cpu)
2582                 return;
2583
2584         /* Update system-idle state: We are clearly no longer fully idle! */
2585         rcu_sysidle_force_exit();
2586 }
2587
2588 /*
2589  * Check to see if the current CPU is idle.  Note that usermode execution
2590  * does not count as idle.  The caller must have disabled interrupts.
2591  */
2592 static void rcu_sysidle_check_cpu(struct rcu_data *rdp, bool *isidle,
2593                                   unsigned long *maxj)
2594 {
2595         int cur;
2596         unsigned long j;
2597         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
2598
2599         /*
2600          * If some other CPU has already reported non-idle, if this is
2601          * not the flavor of RCU that tracks sysidle state, or if this
2602          * is an offline or the timekeeping CPU, nothing to do.
2603          */
2604         if (!*isidle || rdp->rsp != rcu_sysidle_state ||
2605             cpu_is_offline(rdp->cpu) || rdp->cpu == tick_do_timer_cpu)
2606                 return;
2607         if (rcu_gp_in_progress(rdp->rsp))
2608                 WARN_ON_ONCE(smp_processor_id() != tick_do_timer_cpu);
2609
2610         /* Pick up current idle and NMI-nesting counter and check. */
2611         cur = atomic_read(&rdtp->dynticks_idle);
2612         if (cur & 0x1) {
2613                 *isidle = false; /* We are not idle! */
2614                 return;
2615         }
2616         smp_mb(); /* Read counters before timestamps. */
2617
2618         /* Pick up timestamps. */
2619         j = ACCESS_ONCE(rdtp->dynticks_idle_jiffies);
2620         /* If this CPU entered idle more recently, update maxj timestamp. */
2621         if (ULONG_CMP_LT(*maxj, j))
2622                 *maxj = j;
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Is this the flavor of RCU that is handling full-system idle?
2627  */
2628 static bool is_sysidle_rcu_state(struct rcu_state *rsp)
2629 {
2630         return rsp == rcu_sysidle_state;
2631 }
2632
2633 /*
2634  * Bind the grace-period kthread for the sysidle flavor of RCU to the
2635  * timekeeping CPU.
2636  */
2637 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
2638 {
2639         int cpu = ACCESS_ONCE(tick_do_timer_cpu);
2640
2641         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids)
2642                 return;
2643         if (raw_smp_processor_id() != cpu)
2644                 set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(cpu));
2645 }
2646
2647 /*
2648  * Return a delay in jiffies based on the number of CPUs, rcu_node
2649  * leaf fanout, and jiffies tick rate.  The idea is to allow larger
2650  * systems more time to transition to full-idle state in order to
2651  * avoid the cache thrashing that otherwise occur on the state variable.
2652  * Really small systems (less than a couple of tens of CPUs) should
2653  * instead use a single global atomically incremented counter, and later
2654  * versions of this will automatically reconfigure themselves accordingly.
2655  */
2656 static unsigned long rcu_sysidle_delay(void)
2657 {
2658         if (nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL)
2659                 return 0;
2660         return DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids * HZ, rcu_fanout_leaf * 1000);
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Advance the full-system-idle state.  This is invoked when all of
2665  * the non-timekeeping CPUs are idle.
2666  */
2667 static void rcu_sysidle(unsigned long j)
2668 {
2669         /* Check the current state. */
2670         switch (ACCESS_ONCE(full_sysidle_state)) {
2671         case RCU_SYSIDLE_NOT:
2672
2673                 /* First time all are idle, so note a short idle period. */
2674                 ACCESS_ONCE(full_sysidle_state) = RCU_SYSIDLE_SHORT;
2675                 break;
2676
2677         case RCU_SYSIDLE_SHORT:
2678
2679                 /*
2680                  * Idle for a bit, time to advance to next state?
2681                  * cmpxchg failure means race with non-idle, let them win.
2682                  */
2683                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, j + rcu_sysidle_delay()))
2684                         (void)cmpxchg(&full_sysidle_state,
2685                                       RCU_SYSIDLE_SHORT, RCU_SYSIDLE_LONG);
2686                 break;
2687
2688         case RCU_SYSIDLE_LONG:
2689
2690                 /*
2691                  * Do an additional check pass before advancing to full.
2692                  * cmpxchg failure means race with non-idle, let them win.
2693                  */
2694                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, j + rcu_sysidle_delay()))
2695                         (void)cmpxchg(&full_sysidle_state,
2696                                       RCU_SYSIDLE_LONG, RCU_SYSIDLE_FULL);
2697                 break;
2698
2699         default:
2700                 break;
2701         }
2702 }
2703
2704 /*
2705  * Found a non-idle non-timekeeping CPU, so kick the system-idle state
2706  * back to the beginning.
2707  */
2708 static void rcu_sysidle_cancel(void)
2709 {
2710         smp_mb();
2711         ACCESS_ONCE(full_sysidle_state) = RCU_SYSIDLE_NOT;
2712 }
2713
2714 /*
2715  * Update the sysidle state based on the results of a force-quiescent-state
2716  * scan of the CPUs' dyntick-idle state.
2717  */
2718 static void rcu_sysidle_report(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2719                                unsigned long maxj, bool gpkt)
2720 {
2721         if (rsp != rcu_sysidle_state)
2722                 return;  /* Wrong flavor, ignore. */
2723         if (gpkt && nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL)
2724                 return;  /* Running state machine from timekeeping CPU. */
2725         if (isidle)
2726                 rcu_sysidle(maxj);    /* More idle! */
2727         else
2728                 rcu_sysidle_cancel(); /* Idle is over. */
2729 }
2730
2731 /*
2732  * Wrapper for rcu_sysidle_report() when called from the grace-period
2733  * kthread's context.
2734  */
2735 static void rcu_sysidle_report_gp(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2736                                   unsigned long maxj)
2737 {
2738         rcu_sysidle_report(rsp, isidle, maxj, true);
2739 }
2740
2741 /* Callback and function for forcing an RCU grace period. */
2742 struct rcu_sysidle_head {
2743         struct rcu_head rh;
2744         int inuse;
2745 };
2746
2747 static void rcu_sysidle_cb(struct rcu_head *rhp)
2748 {
2749         struct rcu_sysidle_head *rshp;
2750
2751         /*
2752          * The following memory barrier is needed to replace the
2753          * memory barriers that would normally be in the memory
2754          * allocator.
2755          */
2756         smp_mb();  /* grace period precedes setting inuse. */
2757
2758         rshp = container_of(rhp, struct rcu_sysidle_head, rh);
2759         ACCESS_ONCE(rshp->inuse) = 0;
2760 }
2761
2762 /*
2763  * Check to see if the system is fully idle, other than the timekeeping CPU.
2764  * The caller must have disabled interrupts.
2765  */
2766 bool rcu_sys_is_idle(void)
2767 {
2768         static struct rcu_sysidle_head rsh;
2769         int rss = ACCESS_ONCE(full_sysidle_state);
2770
2771         if (WARN_ON_ONCE(smp_processor_id() != tick_do_timer_cpu))
2772                 return false;
2773
2774         /* Handle small-system case by doing a full scan of CPUs. */
2775         if (nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL) {
2776                 int oldrss = rss - 1;
2777
2778                 /*
2779                  * One pass to advance to each state up to _FULL.
2780                  * Give up if any pass fails to advance the state.
2781                  */
2782                 while (rss < RCU_SYSIDLE_FULL && oldrss < rss) {
2783                         int cpu;
2784                         bool isidle = true;
2785                         unsigned long maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2786                         struct rcu_data *rdp;
2787
2788                         /* Scan all the CPUs looking for nonidle CPUs. */
2789                         for_each_possible_cpu(cpu) {
2790                                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_sysidle_state->rda, cpu);
2791                                 rcu_sysidle_check_cpu(rdp, &isidle, &maxj);
2792                                 if (!isidle)
2793                                         break;
2794                         }
2795                         rcu_sysidle_report(rcu_sysidle_state,
2796                                            isidle, maxj, false);
2797                         oldrss = rss;
2798                         rss = ACCESS_ONCE(full_sysidle_state);
2799                 }
2800         }
2801
2802         /* If this is the first observation of an idle period, record it. */
2803         if (rss == RCU_SYSIDLE_FULL) {
2804                 rss = cmpxchg(&full_sysidle_state,
2805                               RCU_SYSIDLE_FULL, RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED);
2806                 return rss == RCU_SYSIDLE_FULL;
2807         }
2808
2809         smp_mb(); /* ensure rss load happens before later caller actions. */
2810
2811         /* If already fully idle, tell the caller (in case of races). */
2812         if (rss == RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED)
2813                 return true;
2814
2815         /*
2816          * If we aren't there yet, and a grace period is not in flight,
2817          * initiate a grace period.  Either way, tell the caller that
2818          * we are not there yet.  We use an xchg() rather than an assignment
2819          * to make up for the memory barriers that would otherwise be
2820          * provided by the memory allocator.
2821          */
2822         if (nr_cpu_ids > CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL &&
2823             !rcu_gp_in_progress(rcu_sysidle_state) &&
2824             !rsh.inuse && xchg(&rsh.inuse, 1) == 0)
2825                 call_rcu(&rsh.rh, rcu_sysidle_cb);
2826         return false;
2827 }
2828
2829 /*
2830  * Initialize dynticks sysidle state for CPUs coming online.
2831  */
2832 static void rcu_sysidle_init_percpu_data(struct rcu_dynticks *rdtp)
2833 {
2834         rdtp->dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2835 }
2836
2837 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
2838
2839 static void rcu_sysidle_enter(struct rcu_dynticks *rdtp, int irq)
2840 {
2841 }
2842
2843 static void rcu_sysidle_exit(struct rcu_dynticks *rdtp, int irq)
2844 {
2845 }
2846
2847 static void rcu_sysidle_check_cpu(struct rcu_data *rdp, bool *isidle,
2848                                   unsigned long *maxj)
2849 {
2850 }
2851
2852 static bool is_sysidle_rcu_state(struct rcu_state *rsp)
2853 {
2854         return false;
2855 }
2856
2857 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
2858 {
2859 }
2860
2861 static void rcu_sysidle_report_gp(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2862                                   unsigned long maxj)
2863 {
2864 }
2865
2866 static void rcu_sysidle_init_percpu_data(struct rcu_dynticks *rdtp)
2867 {
2868 }
2869
2870 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */