kernel/rcutree_plugin.h

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