24b01b69be92987fe3876c42aeb32c3942d80aec
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / kernel / rcutree_plugin.h
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
3  * Internal non-public definitions that provide either classic
4  * or 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_setall(rcu_nocb_mask);
100 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL */
101 #endif /* #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_NONE */
102         if (have_rcu_nocb_mask) {
103                 cpulist_scnprintf(nocb_buf, sizeof(nocb_buf), rcu_nocb_mask);
104                 pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPUs: %s.\n", nocb_buf);
105                 if (rcu_nocb_poll)
106                         pr_info("\tPoll for callbacks from no-CBs CPUs.\n");
107         }
108 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
109 }
110
111 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
112
113 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt, 'p', call_rcu);
114 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_preempt_state;
115
116 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp);
117
118 /*
119  * Tell them what RCU they are running.
120  */
121 static void __init rcu_bootup_announce(void)
122 {
123         pr_info("Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
124         rcu_bootup_announce_oddness();
125 }
126
127 /*
128  * Return the number of RCU-preempt batches processed thus far
129  * for debug and statistics.
130  */
131 long rcu_batches_completed_preempt(void)
132 {
133         return rcu_preempt_state.completed;
134 }
135 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_preempt);
136
137 /*
138  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
139  */
140 long rcu_batches_completed(void)
141 {
142         return rcu_batches_completed_preempt();
143 }
144 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
145
146 /*
147  * Force a quiescent state for preemptible RCU.
148  */
149 void rcu_force_quiescent_state(void)
150 {
151         force_quiescent_state(&rcu_preempt_state);
152 }
153 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
154
155 /*
156  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
157  * that this just means that the task currently running on the CPU is
158  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
159  * while in an RCU read-side critical section.
160  *
161  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
162  * must disable irqs in order to protect the assignment to
163  * ->rcu_read_unlock_special.
164  */
165 static void rcu_preempt_qs(int cpu)
166 {
167         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
168
169         if (rdp->passed_quiesce == 0)
170                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_preempt"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
171         rdp->passed_quiesce = 1;
172         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
173 }
174
175 /*
176  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
177  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
178  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
179  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
180  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
181  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
182  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
183  * predating the current grace period drain, in other words, until
184  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
185  *
186  * Caller must disable preemption.
187  */
188 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
189 {
190         struct task_struct *t = current;
191         unsigned long flags;
192         struct rcu_data *rdp;
193         struct rcu_node *rnp;
194
195         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
196             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
197
198                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
199                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_preempt_state.rda, cpu);
200                 rnp = rdp->mynode;
201                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
202                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
203                 t->rcu_blocked_node = rnp;
204
205                 /*
206                  * If this CPU has already checked in, then this task
207                  * will hold up the next grace period rather than the
208                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
209                  * If the task is queued for the current grace period
210                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
211                  * state for the current grace period), then as long
212                  * as that task remains queued, the current grace period
213                  * cannot end.  Note that there is some uncertainty as
214                  * to exactly when the current grace period started.
215                  * We take a conservative approach, which can result
216                  * in unnecessarily waiting on tasks that started very
217                  * slightly after the current grace period began.  C'est
218                  * la vie!!!
219                  *
220                  * But first, note that the current CPU must still be
221                  * on line!
222                  */
223                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) == 0);
224                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
225                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && rnp->gp_tasks != NULL) {
226                         list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks->prev);
227                         rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
228 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
229                         if (rnp->boost_tasks != NULL)
230                                 rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
231 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
232                 } else {
233                         list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
234                         if (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
235                                 rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
236                 }
237                 trace_rcu_preempt_task(rdp->rsp->name,
238                                        t->pid,
239                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
240                                        ? rnp->gpnum
241                                        : rnp->gpnum + 1);
242                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
243         } else if (t->rcu_read_lock_nesting < 0 &&
244                    t->rcu_read_unlock_special) {
245
246                 /*
247                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
248                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
249                  */
250                 rcu_read_unlock_special(t);
251         }
252
253         /*
254          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
255          * begin with, or we have now recorded that critical section
256          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
257          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
258          * section, and if that critical section was blocking the current
259          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
260          * means that we continue to block the current grace period.
261          */
262         local_irq_save(flags);
263         rcu_preempt_qs(cpu);
264         local_irq_restore(flags);
265 }
266
267 /*
268  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
269  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
270  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
271  */
272 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
273 {
274         return rnp->gp_tasks != NULL;
275 }
276
277 /*
278  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
279  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
280  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
281  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
282  * disabled.
283  */
284 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
285         __releases(rnp->lock)
286 {
287         unsigned long mask;
288         struct rcu_node *rnp_p;
289
290         if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
291                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
292                 return;  /* Still need more quiescent states! */
293         }
294
295         rnp_p = rnp->parent;
296         if (rnp_p == NULL) {
297                 /*
298                  * Either there is only one rcu_node in the tree,
299                  * or tasks were kicked up to root rcu_node due to
300                  * CPUs going offline.
301                  */
302                 rcu_report_qs_rsp(&rcu_preempt_state, flags);
303                 return;
304         }
305
306         /* Report up the rest of the hierarchy. */
307         mask = rnp->grpmask;
308         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
309         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
310         rcu_report_qs_rnp(mask, &rcu_preempt_state, rnp_p, flags);
311 }
312
313 /*
314  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
315  * returning NULL if at the end of the list.
316  */
317 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
318                                              struct rcu_node *rnp)
319 {
320         struct list_head *np;
321
322         np = t->rcu_node_entry.next;
323         if (np == &rnp->blkd_tasks)
324                 np = NULL;
325         return np;
326 }
327
328 /*
329  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
330  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
331  * read-side critical section.
332  */
333 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
334 {
335         int empty;
336         int empty_exp;
337         int empty_exp_now;
338         unsigned long flags;
339         struct list_head *np;
340 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
341         struct rt_mutex *rbmp = NULL;
342 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
343         struct rcu_node *rnp;
344         int special;
345
346         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
347         if (in_nmi())
348                 return;
349
350         local_irq_save(flags);
351
352         /*
353          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
354          * let it know that we have done so.
355          */
356         special = t->rcu_read_unlock_special;
357         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS) {
358                 rcu_preempt_qs(smp_processor_id());
359         }
360
361         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
362         if (in_irq() || in_serving_softirq()) {
363                 local_irq_restore(flags);
364                 return;
365         }
366
367         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
368         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
369                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
370
371                 /*
372                  * Remove this task from the list it blocked on.  The
373                  * task can migrate while we acquire the lock, but at
374                  * most one time.  So at most two passes through loop.
375                  */
376                 for (;;) {
377                         rnp = t->rcu_blocked_node;
378                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
379                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
380                                 break;
381                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
382                 }
383                 empty = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
384                 empty_exp = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
385                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
386                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
387                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
388                 t->rcu_blocked_node = NULL;
389                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt"),
390                                                 rnp->gpnum, t->pid);
391                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
392                         rnp->gp_tasks = np;
393                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
394                         rnp->exp_tasks = np;
395 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
396                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
397                         rnp->boost_tasks = np;
398                 /* Snapshot/clear ->rcu_boost_mutex with rcu_node lock held. */
399                 if (t->rcu_boost_mutex) {
400                         rbmp = t->rcu_boost_mutex;
401                         t->rcu_boost_mutex = NULL;
402                 }
403 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
404
405                 /*
406                  * If this was the last task on the current list, and if
407                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
408                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
409                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
410                  */
411                 empty_exp_now = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
412                 if (!empty && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
413                         trace_rcu_quiescent_state_report(TPS("preempt_rcu"),
414                                                          rnp->gpnum,
415                                                          0, rnp->qsmask,
416                                                          rnp->level,
417                                                          rnp->grplo,
418                                                          rnp->grphi,
419                                                          !!rnp->gp_tasks);
420                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
421                 } else {
422                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
423                 }
424
425 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
426                 /* Unboost if we were boosted. */
427                 if (rbmp)
428                         rt_mutex_unlock(rbmp);
429 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
430
431                 /*
432                  * If this was the last task on the expedited lists,
433                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
434                  */
435                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
436                         rcu_report_exp_rnp(&rcu_preempt_state, rnp, true);
437         } else {
438                 local_irq_restore(flags);
439         }
440 }
441
442 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE
443
444 /*
445  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
446  * grace period on the specified rcu_node structure.
447  */
448 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
449 {
450         unsigned long flags;
451         struct task_struct *t;
452
453         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
454         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
455                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
456                 return;
457         }
458         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
459                        struct task_struct, rcu_node_entry);
460         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry)
461                 sched_show_task(t);
462         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
463 }
464
465 /*
466  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
467  * grace period.
468  */
469 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
470 {
471         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
472
473         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
474         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
475                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
476 }
477
478 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
479
480 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
481 {
482 }
483
484 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
485
486 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
487
488 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
489 {
490         pr_err("\tTasks blocked on level-%d rcu_node (CPUs %d-%d):",
491                rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi);
492 }
493
494 static void rcu_print_task_stall_end(void)
495 {
496         pr_cont("\n");
497 }
498
499 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
500
501 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
502 {
503 }
504
505 static void rcu_print_task_stall_end(void)
506 {
507 }
508
509 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
510
511 /*
512  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
513  * sections, printing out the tid of each.
514  */
515 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
516 {
517         struct task_struct *t;
518         int ndetected = 0;
519
520         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
521                 return 0;
522         rcu_print_task_stall_begin(rnp);
523         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
524                        struct task_struct, rcu_node_entry);
525         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
526                 pr_cont(" P%d", t->pid);
527                 ndetected++;
528         }
529         rcu_print_task_stall_end();
530         return ndetected;
531 }
532
533 /*
534  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
535  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
536  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
537  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
538  * must be held by the caller.
539  *
540  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
541  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
542  */
543 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
544 {
545         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
546         if (!list_empty(&rnp->blkd_tasks))
547                 rnp->gp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
548         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
549 }
550
551 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
552
553 /*
554  * Handle tasklist migration for case in which all CPUs covered by the
555  * specified rcu_node have gone offline.  Move them up to the root
556  * rcu_node.  The reason for not just moving them to the immediate
557  * parent is to remove the need for rcu_read_unlock_special() to
558  * make more than two attempts to acquire the target rcu_node's lock.
559  * Returns true if there were tasks blocking the current RCU grace
560  * period.
561  *
562  * Returns 1 if there was previously a task blocking the current grace
563  * period on the specified rcu_node structure.
564  *
565  * The caller must hold rnp->lock with irqs disabled.
566  */
567 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
568                                      struct rcu_node *rnp,
569                                      struct rcu_data *rdp)
570 {
571         struct list_head *lp;
572         struct list_head *lp_root;
573         int retval = 0;
574         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
575         struct task_struct *t;
576
577         if (rnp == rnp_root) {
578                 WARN_ONCE(1, "Last CPU thought to be offlined?");
579                 return 0;  /* Shouldn't happen: at least one CPU online. */
580         }
581
582         /* If we are on an internal node, complain bitterly. */
583         WARN_ON_ONCE(rnp != rdp->mynode);
584
585         /*
586          * Move tasks up to root rcu_node.  Don't try to get fancy for
587          * this corner-case operation -- just put this node's tasks
588          * at the head of the root node's list, and update the root node's
589          * ->gp_tasks and ->exp_tasks pointers to those of this node's,
590          * if non-NULL.  This might result in waiting for more tasks than
591          * absolutely necessary, but this is a good performance/complexity
592          * tradeoff.
593          */
594         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->qsmask == 0)
595                 retval |= RCU_OFL_TASKS_NORM_GP;
596         if (rcu_preempted_readers_exp(rnp))
597                 retval |= RCU_OFL_TASKS_EXP_GP;
598         lp = &rnp->blkd_tasks;
599         lp_root = &rnp_root->blkd_tasks;
600         while (!list_empty(lp)) {
601                 t = list_entry(lp->next, typeof(*t), rcu_node_entry);
602                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
603                 list_del(&t->rcu_node_entry);
604                 t->rcu_blocked_node = rnp_root;
605                 list_add(&t->rcu_node_entry, lp_root);
606                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
607                         rnp_root->gp_tasks = rnp->gp_tasks;
608                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
609                         rnp_root->exp_tasks = rnp->exp_tasks;
610 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
611                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
612                         rnp_root->boost_tasks = rnp->boost_tasks;
613 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
614                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
615         }
616
617         rnp->gp_tasks = NULL;
618         rnp->exp_tasks = NULL;
619 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
620         rnp->boost_tasks = NULL;
621         /*
622          * In case root is being boosted and leaf was not.  Make sure
623          * that we boost the tasks blocking the current grace period
624          * in this case.
625          */
626         raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
627         if (rnp_root->boost_tasks != NULL &&
628             rnp_root->boost_tasks != rnp_root->gp_tasks &&
629             rnp_root->boost_tasks != rnp_root->exp_tasks)
630                 rnp_root->boost_tasks = rnp_root->gp_tasks;
631         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
632 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
633
634         return retval;
635 }
636
637 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
638
639 /*
640  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
641  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
642  * which is checked elsewhere.
643  *
644  * Caller must disable hard irqs.
645  */
646 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
647 {
648         struct task_struct *t = current;
649
650         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
651                 rcu_preempt_qs(cpu);
652                 return;
653         }
654         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
655             per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).qs_pending)
656                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
657 }
658
659 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
660
661 static void rcu_preempt_do_callbacks(void)
662 {
663         rcu_do_batch(&rcu_preempt_state, &__get_cpu_var(rcu_preempt_data));
664 }
665
666 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
667
668 /*
669  * Queue a preemptible-RCU callback for invocation after a grace period.
670  */
671 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
672 {
673         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, -1, 0);
674 }
675 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
676
677 /*
678  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
679  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
680  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
681  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
682  * function may only be called from __kfree_rcu().
683  */
684 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
685                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
686 {
687         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, -1, 1);
688 }
689 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
690
691 /**
692  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
693  *
694  * Control will return to the caller some time after a full grace
695  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
696  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
697  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
698  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
699  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
700  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
701  *
702  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
703  * on memory ordering guarantees.
704  */
705 void synchronize_rcu(void)
706 {
707         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
708                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
709                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
710                            "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
711         if (!rcu_scheduler_active)
712                 return;
713         if (rcu_expedited)
714                 synchronize_rcu_expedited();
715         else
716                 wait_rcu_gp(call_rcu);
717 }
718 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
719
720 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
721 static unsigned long sync_rcu_preempt_exp_count;
722 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
723
724 /*
725  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
726  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
727  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
728  * progress, returns zero unconditionally.
729  */
730 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp)
731 {
732         return rnp->exp_tasks != NULL;
733 }
734
735 /*
736  * return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
737  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
738  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
739  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
740  * RCU -- other RCU implementation use other means.
741  *
742  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
743  */
744 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
745 {
746         return !rcu_preempted_readers_exp(rnp) &&
747                ACCESS_ONCE(rnp->expmask) == 0;
748 }
749
750 /*
751  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
752  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
753  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
754  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
755  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
756  * iteratively!)
757  *
758  * Most callers will set the "wake" flag, but the task initiating the
759  * expedited grace period need not wake itself.
760  *
761  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
762  */
763 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
764                                bool wake)
765 {
766         unsigned long flags;
767         unsigned long mask;
768
769         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
770         for (;;) {
771                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
772                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
773                         break;
774                 }
775                 if (rnp->parent == NULL) {
776                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
777                         if (wake)
778                                 wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
779                         break;
780                 }
781                 mask = rnp->grpmask;
782                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
783                 rnp = rnp->parent;
784                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
785                 rnp->expmask &= ~mask;
786         }
787 }
788
789 /*
790  * Snapshot the tasks blocking the newly started preemptible-RCU expedited
791  * grace period for the specified rcu_node structure.  If there are no such
792  * tasks, report it up the rcu_node hierarchy.
793  *
794  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex and must exclude
795  * CPU hotplug operations.
796  */
797 static void
798 sync_rcu_preempt_exp_init(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
799 {
800         unsigned long flags;
801         int must_wait = 0;
802
803         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
804         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks)) {
805                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
806         } else {
807                 rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
808                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);  /* releases rnp->lock */
809                 must_wait = 1;
810         }
811         if (!must_wait)
812                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, false); /* Don't wake self. */
813 }
814
815 /**
816  * synchronize_rcu_expedited - Brute-force RCU grace period
817  *
818  * Wait for an RCU-preempt grace period, but expedite it.  The basic
819  * idea is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
820  * the ->blkd_tasks lists and wait for this list to drain.  This consumes
821  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
822  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.
823  * In fact, if you are using synchronize_rcu_expedited() in a loop,
824  * please restructure your code to batch your updates, and then Use a
825  * single synchronize_rcu() instead.
826  *
827  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
828  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
829  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
830  * these restriction will result in deadlock.
831  */
832 void synchronize_rcu_expedited(void)
833 {
834         unsigned long flags;
835         struct rcu_node *rnp;
836         struct rcu_state *rsp = &rcu_preempt_state;
837         unsigned long snap;
838         int trycount = 0;
839
840         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
841         snap = ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) + 1;
842         smp_mb(); /* Above access cannot bleed into critical section. */
843
844         /*
845          * Block CPU-hotplug operations.  This means that any CPU-hotplug
846          * operation that finds an rcu_node structure with tasks in the
847          * process of being boosted will know that all tasks blocking
848          * this expedited grace period will already be in the process of
849          * being boosted.  This simplifies the process of moving tasks
850          * from leaf to root rcu_node structures.
851          */
852         get_online_cpus();
853
854         /*
855          * Acquire lock, falling back to synchronize_rcu() if too many
856          * lock-acquisition failures.  Of course, if someone does the
857          * expedited grace period for us, just leave.
858          */
859         while (!mutex_trylock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex)) {
860                 if (ULONG_CMP_LT(snap,
861                     ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count))) {
862                         put_online_cpus();
863                         goto mb_ret; /* Others did our work for us. */
864                 }
865                 if (trycount++ < 10) {
866                         udelay(trycount * num_online_cpus());
867                 } else {
868                         put_online_cpus();
869                         wait_rcu_gp(call_rcu);
870                         return;
871                 }
872         }
873         if (ULONG_CMP_LT(snap, ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count))) {
874                 put_online_cpus();
875                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
876         }
877
878         /* force all RCU readers onto ->blkd_tasks lists. */
879         synchronize_sched_expedited();
880
881         /* Initialize ->expmask for all non-leaf rcu_node structures. */
882         rcu_for_each_nonleaf_node_breadth_first(rsp, rnp) {
883                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
884                 rnp->expmask = rnp->qsmaskinit;
885                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
886         }
887
888         /* Snapshot current state of ->blkd_tasks lists. */
889         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
890                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rnp);
891         if (NUM_RCU_NODES > 1)
892                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rcu_get_root(rsp));
893
894         put_online_cpus();
895
896         /* Wait for snapshotted ->blkd_tasks lists to drain. */
897         rnp = rcu_get_root(rsp);
898         wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
899                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp));
900
901         /* Clean up and exit. */
902         smp_mb(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
903         ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count)++;
904 unlock_mb_ret:
905         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
906 mb_ret:
907         smp_mb(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
908 }
909 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
910
911 /**
912  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
913  *
914  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
915  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
916  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
917  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
918  */
919 void rcu_barrier(void)
920 {
921         _rcu_barrier(&rcu_preempt_state);
922 }
923 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
924
925 /*
926  * Initialize preemptible RCU's state structures.
927  */
928 static void __init __rcu_init_preempt(void)
929 {
930         rcu_init_one(&rcu_preempt_state, &rcu_preempt_data);
931 }
932
933 /*
934  * Check for a task exiting while in a preemptible-RCU read-side
935  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
936  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
937  * is enabled.
938  */
939 void exit_rcu(void)
940 {
941         struct task_struct *t = current;
942
943         if (likely(list_empty(&current->rcu_node_entry)))
944                 return;
945         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
946         barrier();
947         t->rcu_read_unlock_special = RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
948         __rcu_read_unlock();
949 }
950
951 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
952
953 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_sched_state;
954
955 /*
956  * Tell them what RCU they are running.
957  */
958 static void __init rcu_bootup_announce(void)
959 {
960         pr_info("Hierarchical RCU implementation.\n");
961         rcu_bootup_announce_oddness();
962 }
963
964 /*
965  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
966  */
967 long rcu_batches_completed(void)
968 {
969         return rcu_batches_completed_sched();
970 }
971 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
972
973 /*
974  * Force a quiescent state for RCU, which, because there is no preemptible
975  * RCU, becomes the same as rcu-sched.
976  */
977 void rcu_force_quiescent_state(void)
978 {
979         rcu_sched_force_quiescent_state();
980 }
981 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
982
983 /*
984  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
985  * CPUs being in quiescent states.
986  */
987 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
988 {
989 }
990
991 /*
992  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
993  * RCU readers.
994  */
995 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
996 {
997         return 0;
998 }
999
1000 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1001
1002 /* Because preemptible RCU does not exist, no quieting of tasks. */
1003 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1004 {
1005         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1006 }
1007
1008 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1009
1010 /*
1011  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
1012  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
1013  */
1014 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
1015 {
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
1020  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
1021  */
1022 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
1023 {
1024         return 0;
1025 }
1026
1027 /*
1028  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
1029  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
1030  * bogus qsmask values.
1031  */
1032 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
1033 {
1034         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1035 }
1036
1037 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1038
1039 /*
1040  * Because preemptible RCU does not exist, it never needs to migrate
1041  * tasks that were blocked within RCU read-side critical sections, and
1042  * such non-existent tasks cannot possibly have been blocking the current
1043  * grace period.
1044  */
1045 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
1046                                      struct rcu_node *rnp,
1047                                      struct rcu_data *rdp)
1048 {
1049         return 0;
1050 }
1051
1052 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1053
1054 /*
1055  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
1056  * to check.
1057  */
1058 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
1059 {
1060 }
1061
1062 /*
1063  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
1064  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
1065  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
1066  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
1067  * function may only be called from __kfree_rcu().
1068  *
1069  * Because there is no preemptible RCU, we use RCU-sched instead.
1070  */
1071 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
1072                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1073 {
1074         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 1);
1075 }
1076 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
1077
1078 /*
1079  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
1080  * But because preemptible RCU does not exist, map to rcu-sched.
1081  */
1082 void synchronize_rcu_expedited(void)
1083 {
1084         synchronize_sched_expedited();
1085 }
1086 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
1087
1088 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1089
1090 /*
1091  * Because preemptible RCU does not exist, there is never any need to
1092  * report on tasks preempted in RCU read-side critical sections during
1093  * expedited RCU grace periods.
1094  */
1095 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1096                                bool wake)
1097 {
1098 }
1099
1100 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1101
1102 /*
1103  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
1104  * another name for rcu_barrier_sched().
1105  */
1106 void rcu_barrier(void)
1107 {
1108         rcu_barrier_sched();
1109 }
1110 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
1111
1112 /*
1113  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
1114  */
1115 static void __init __rcu_init_preempt(void)
1116 {
1117 }
1118
1119 /*
1120  * Because preemptible RCU does not exist, tasks cannot possibly exit
1121  * while in preemptible RCU read-side critical sections.
1122  */
1123 void exit_rcu(void)
1124 {
1125 }
1126
1127 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1128
1129 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
1130
1131 #include "rtmutex_common.h"
1132
1133 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
1134
1135 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1136 {
1137         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks))
1138                 rnp->n_balk_blkd_tasks++;
1139         else if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->gp_tasks == NULL)
1140                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1141         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->boost_tasks != NULL)
1142                 rnp->n_balk_boost_tasks++;
1143         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->qsmask != 0)
1144                 rnp->n_balk_notblocked++;
1145         else if (rnp->gp_tasks != NULL &&
1146                  ULONG_CMP_LT(jiffies, rnp->boost_time))
1147                 rnp->n_balk_notyet++;
1148         else
1149                 rnp->n_balk_nos++;
1150 }
1151
1152 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1153
1154 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1155 {
1156 }
1157
1158 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1159
1160 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
1161 {
1162         /*
1163          * If the thread is yielding, only wake it when this
1164          * is invoked from idle
1165          */
1166         if (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current))
1167                 wake_up_process(t);
1168 }
1169
1170 /*
1171  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
1172  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
1173  * ->blkd_tasks list.
1174  *
1175  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
1176  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
1177  */
1178 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
1179 {
1180         unsigned long flags;
1181         struct rt_mutex mtx;
1182         struct task_struct *t;
1183         struct list_head *tb;
1184
1185         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL)
1186                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
1187
1188         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1189
1190         /*
1191          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
1192          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
1193          */
1194         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
1195                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1196                 return 0;
1197         }
1198
1199         /*
1200          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
1201          * This cannot starve the normal grace periods because a second
1202          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
1203          * those blocking the pre-existing normal grace period.
1204          */
1205         if (rnp->exp_tasks != NULL) {
1206                 tb = rnp->exp_tasks;
1207                 rnp->n_exp_boosts++;
1208         } else {
1209                 tb = rnp->boost_tasks;
1210                 rnp->n_normal_boosts++;
1211         }
1212         rnp->n_tasks_boosted++;
1213
1214         /*
1215          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
1216          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
1217          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
1218          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
1219          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
1220          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
1221          *
1222          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
1223          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
1224          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
1225          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
1226          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
1227          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
1228          * section.
1229          */
1230         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
1231         rt_mutex_init_proxy_locked(&mtx, t);
1232         t->rcu_boost_mutex = &mtx;
1233         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1234         rt_mutex_lock(&mtx);  /* Side effect: boosts task t's priority. */
1235         rt_mutex_unlock(&mtx);  /* Keep lockdep happy. */
1236
1237         return ACCESS_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
1238                ACCESS_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Priority-boosting kthread.  One per leaf rcu_node and one for the
1243  * root rcu_node.
1244  */
1245 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1246 {
1247         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1248         int spincnt = 0;
1249         int more2boost;
1250
1251         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@init"));
1252         for (;;) {
1253                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1254                 trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_wait"));
1255                 rcu_wait(rnp->boost_tasks || rnp->exp_tasks);
1256                 trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_wait"));
1257                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1258                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1259                 if (more2boost)
1260                         spincnt++;
1261                 else
1262                         spincnt = 0;
1263                 if (spincnt > 10) {
1264                         rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1265                         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_yield"));
1266                         schedule_timeout_interruptible(2);
1267                         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_yield"));
1268                         spincnt = 0;
1269                 }
1270         }
1271         /* NOTREACHED */
1272         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@notreached"));
1273         return 0;
1274 }
1275
1276 /*
1277  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1278  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1279  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1280  * period in progress, it is always time to boost.
1281  *
1282  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases.
1283  * The ->boost_kthread_task is immortal, so we don't need to worry
1284  * about it going away.
1285  */
1286 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1287 {
1288         struct task_struct *t;
1289
1290         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1291                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1292                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1293                 return;
1294         }
1295         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1296             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1297              rnp->boost_tasks == NULL &&
1298              rnp->qsmask == 0 &&
1299              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
1300                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1301                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
1302                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1303                 t = rnp->boost_kthread_task;
1304                 if (t)
1305                         rcu_wake_cond(t, rnp->boost_kthread_status);
1306         } else {
1307                 rcu_initiate_boost_trace(rnp);
1308                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1309         }
1310 }
1311
1312 /*
1313  * Wake up the per-CPU kthread to invoke RCU callbacks.
1314  */
1315 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1316 {
1317         unsigned long flags;
1318
1319         local_irq_save(flags);
1320         __this_cpu_write(rcu_cpu_has_work, 1);
1321         if (__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) != NULL &&
1322             current != __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task)) {
1323                 rcu_wake_cond(__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task),
1324                               __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_status));
1325         }
1326         local_irq_restore(flags);
1327 }
1328
1329 /*
1330  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1331  * Caller must have preemption disabled.
1332  */
1333 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1334 {
1335         return __get_cpu_var(rcu_cpu_kthread_task) == current;
1336 }
1337
1338 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1339
1340 /*
1341  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1342  */
1343 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1344 {
1345         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1346 }
1347
1348 /*
1349  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1350  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1351  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1352  */
1353 static int rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1354                                                  struct rcu_node *rnp)
1355 {
1356         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1357         unsigned long flags;
1358         struct sched_param sp;
1359         struct task_struct *t;
1360
1361         if (&rcu_preempt_state != rsp)
1362                 return 0;
1363
1364         if (!rcu_scheduler_fully_active || rnp->qsmaskinit == 0)
1365                 return 0;
1366
1367         rsp->boost = 1;
1368         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1369                 return 0;
1370         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1371                            "rcub/%d", rnp_index);
1372         if (IS_ERR(t))
1373                 return PTR_ERR(t);
1374         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1375         rnp->boost_kthread_task = t;
1376         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1377         sp.sched_priority = RCU_BOOST_PRIO;
1378         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1379         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1380         return 0;
1381 }
1382
1383 static void rcu_kthread_do_work(void)
1384 {
1385         rcu_do_batch(&rcu_sched_state, &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1386         rcu_do_batch(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1387         rcu_preempt_do_callbacks();
1388 }
1389
1390 static void rcu_cpu_kthread_setup(unsigned int cpu)
1391 {
1392         struct sched_param sp;
1393
1394         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1395         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1396 }
1397
1398 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
1399 {
1400         per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
1401 }
1402
1403 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
1404 {
1405         return __get_cpu_var(rcu_cpu_has_work);
1406 }
1407
1408 /*
1409  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1410  * RCU softirq used in flavors and configurations of RCU that do not
1411  * support RCU priority boosting.
1412  */
1413 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
1414 {
1415         unsigned int *statusp = &__get_cpu_var(rcu_cpu_kthread_status);
1416         char work, *workp = &__get_cpu_var(rcu_cpu_has_work);
1417         int spincnt;
1418
1419         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
1420                 trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_wait"));
1421                 local_bh_disable();
1422                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1423                 this_cpu_inc(rcu_cpu_kthread_loops);
1424                 local_irq_disable();
1425                 work = *workp;
1426                 *workp = 0;
1427                 local_irq_enable();
1428                 if (work)
1429                         rcu_kthread_do_work();
1430                 local_bh_enable();
1431                 if (*workp == 0) {
1432                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
1433                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1434                         return;
1435                 }
1436         }
1437         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1438         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
1439         schedule_timeout_interruptible(2);
1440         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
1441         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1442 }
1443
1444 /*
1445  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1446  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1447  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1448  *
1449  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1450  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1451  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1452  */
1453 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1454 {
1455         struct task_struct *t = rnp->boost_kthread_task;
1456         unsigned long mask = rnp->qsmaskinit;
1457         cpumask_var_t cm;
1458         int cpu;
1459
1460         if (!t)
1461                 return;
1462         if (!zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1463                 return;
1464         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1)
1465                 if ((mask & 0x1) && cpu != outgoingcpu)
1466                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1467         if (cpumask_weight(cm) == 0) {
1468                 cpumask_setall(cm);
1469                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++)
1470                         cpumask_clear_cpu(cpu, cm);
1471                 WARN_ON_ONCE(cpumask_weight(cm) == 0);
1472         }
1473         set_cpus_allowed_ptr(t, cm);
1474         free_cpumask_var(cm);
1475 }
1476
1477 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
1478         .store                  = &rcu_cpu_kthread_task,
1479         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
1480         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
1481         .thread_comm            = "rcuc/%u",
1482         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
1483         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
1484 };
1485
1486 /*
1487  * Spawn all kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1488  */
1489 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
1490 {
1491         struct rcu_node *rnp;
1492         int cpu;
1493
1494         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1495         for_each_possible_cpu(cpu)
1496                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1497         BUG_ON(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec));
1498         rnp = rcu_get_root(rcu_state);
1499         (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state, rnp);
1500         if (NUM_RCU_NODES > 1) {
1501                 rcu_for_each_leaf_node(rcu_state, rnp)
1502                         (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state, rnp);
1503         }
1504         return 0;
1505 }
1506 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);
1507
1508 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1509 {
1510         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
1511         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1512
1513         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
1514         if (rcu_scheduler_fully_active)
1515                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state, rnp);
1516 }
1517
1518 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1519
1520 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1521 {
1522         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1523 }
1524
1525 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1526 {
1527         WARN_ON_ONCE(1);
1528 }
1529
1530 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1531 {
1532         return false;
1533 }
1534
1535 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1536 {
1537 }
1538
1539 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1540 {
1541 }
1542
1543 static int __init rcu_scheduler_really_started(void)
1544 {
1545         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1546         return 0;
1547 }
1548 early_initcall(rcu_scheduler_really_started);
1549
1550 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1551 {
1552 }
1553
1554 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1555
1556 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1557
1558 /*
1559  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1560  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1561  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1562  * an exported member of the RCU API.
1563  *
1564  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether this CPU needs
1565  * any flavor of RCU.
1566  */
1567 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *delta_jiffies)
1568 {
1569         *delta_jiffies = ULONG_MAX;
1570         return rcu_cpu_has_callbacks(cpu, NULL);
1571 }
1572
1573 /*
1574  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1575  * after it.
1576  */
1577 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
1578 {
1579 }
1580
1581 /*
1582  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1583  * is nothing.
1584  */
1585 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
1586 {
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Don't bother keeping a running count of the number of RCU callbacks
1591  * posted because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n.
1592  */
1593 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1594 {
1595 }
1596
1597 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1598
1599 /*
1600  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1601  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1602  * the energy-efficient dyntick-idle mode.  This is handled by a
1603  * state machine implemented by rcu_prepare_for_idle() below.
1604  *
1605  * The following three proprocessor symbols control this state machine:
1606  *
1607  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1608  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1609  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1610  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1611  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1612  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1613  *      just power the system down and be done with it!
1614  * RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is
1615  *      permitted to sleep in dyntick-idle mode with only lazy RCU
1616  *      callbacks pending.  Setting this too high can OOM your system.
1617  *
1618  * The values below work well in practice.  If future workloads require
1619  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1620  * making the state machine smarter might be a better option.
1621  */
1622 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 4             /* Roughly one grace period. */
1623 #define RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY (6 * HZ) /* Roughly six seconds. */
1624
1625 static int rcu_idle_gp_delay = RCU_IDLE_GP_DELAY;
1626 module_param(rcu_idle_gp_delay, int, 0644);
1627 static int rcu_idle_lazy_gp_delay = RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
1628 module_param(rcu_idle_lazy_gp_delay, int, 0644);
1629
1630 extern int tick_nohz_enabled;
1631
1632 /*
1633  * Try to advance callbacks for all flavors of RCU on the current CPU.
1634  * Afterwards, if there are any callbacks ready for immediate invocation,
1635  * return true.
1636  */
1637 static bool rcu_try_advance_all_cbs(void)
1638 {
1639         bool cbs_ready = false;
1640         struct rcu_data *rdp;
1641         struct rcu_node *rnp;
1642         struct rcu_state *rsp;
1643
1644         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1645                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1646                 rnp = rdp->mynode;
1647
1648                 /*
1649                  * Don't bother checking unless a grace period has
1650                  * completed since we last checked and there are
1651                  * callbacks not yet ready to invoke.
1652                  */
1653                 if (rdp->completed != rnp->completed &&
1654                     rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1655                         note_gp_changes(rsp, rdp);
1656
1657                 if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1658                         cbs_ready = true;
1659         }
1660         return cbs_ready;
1661 }
1662
1663 /*
1664  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode unless it has callbacks ready
1665  * to invoke.  If the CPU has callbacks, try to advance them.  Tell the
1666  * caller to set the timeout based on whether or not there are non-lazy
1667  * callbacks.
1668  *
1669  * The caller must have disabled interrupts.
1670  */
1671 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *dj)
1672 {
1673         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1674
1675         /* Snapshot to detect later posting of non-lazy callback. */
1676         rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1677
1678         /* If no callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
1679         if (!rcu_cpu_has_callbacks(cpu, &rdtp->all_lazy)) {
1680                 *dj = ULONG_MAX;
1681                 return 0;
1682         }
1683
1684         /* Attempt to advance callbacks. */
1685         if (rcu_try_advance_all_cbs()) {
1686                 /* Some ready to invoke, so initiate later invocation. */
1687                 invoke_rcu_core();
1688                 return 1;
1689         }
1690         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1691
1692         /* Request timer delay depending on laziness, and round. */
1693         if (!rdtp->all_lazy) {
1694                 *dj = round_up(rcu_idle_gp_delay + jiffies,
1695                                rcu_idle_gp_delay) - jiffies;
1696         } else {
1697                 *dj = round_jiffies(rcu_idle_lazy_gp_delay + jiffies) - jiffies;
1698         }
1699         return 0;
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Prepare a CPU for idle from an RCU perspective.  The first major task
1704  * is to sense whether nohz mode has been enabled or disabled via sysfs.
1705  * The second major task is to check to see if a non-lazy callback has
1706  * arrived at a CPU that previously had only lazy callbacks.  The third
1707  * major task is to accelerate (that is, assign grace-period numbers to)
1708  * any recently arrived callbacks.
1709  *
1710  * The caller must have disabled interrupts.
1711  */
1712 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
1713 {
1714         struct rcu_data *rdp;
1715         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1716         struct rcu_node *rnp;
1717         struct rcu_state *rsp;
1718         int tne;
1719
1720         /* Handle nohz enablement switches conservatively. */
1721         tne = ACCESS_ONCE(tick_nohz_enabled);
1722         if (tne != rdtp->tick_nohz_enabled_snap) {
1723                 if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu, NULL))
1724                         invoke_rcu_core(); /* force nohz to see update. */
1725                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap = tne;
1726                 return;
1727         }
1728         if (!tne)
1729                 return;
1730
1731         /* If this is a no-CBs CPU, no callbacks, just return. */
1732         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu))
1733                 return;
1734
1735         /*
1736          * If a non-lazy callback arrived at a CPU having only lazy
1737          * callbacks, invoke RCU core for the side-effect of recalculating
1738          * idle duration on re-entry to idle.
1739          */
1740         if (rdtp->all_lazy &&
1741             rdtp->nonlazy_posted != rdtp->nonlazy_posted_snap) {
1742                 invoke_rcu_core();
1743                 return;
1744         }
1745
1746         /*
1747          * If we have not yet accelerated this jiffy, accelerate all
1748          * callbacks on this CPU.
1749          */
1750         if (rdtp->last_accelerate == jiffies)
1751                 return;
1752         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1753         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1754                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1755                 if (!*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1756                         continue;
1757                 rnp = rdp->mynode;
1758                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1759                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1760                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1761         }
1762 }
1763
1764 /*
1765  * Clean up for exit from idle.  Attempt to advance callbacks based on
1766  * any grace periods that elapsed while the CPU was idle, and if any
1767  * callbacks are now ready to invoke, initiate invocation.
1768  */
1769 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
1770 {
1771         struct rcu_data *rdp;
1772         struct rcu_state *rsp;
1773
1774         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu))
1775                 return;
1776         rcu_try_advance_all_cbs();
1777         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1778                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1779                 if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1780                         invoke_rcu_core();
1781         }
1782 }
1783
1784 /*
1785  * Keep a running count of the number of non-lazy callbacks posted
1786  * on this CPU.  This running counter (which is never decremented) allows
1787  * rcu_prepare_for_idle() to detect when something out of the idle loop
1788  * posts a callback, even if an equal number of callbacks are invoked.
1789  * Of course, callbacks should only be posted from within a trace event
1790  * designed to be called from idle or from within RCU_NONIDLE().
1791  */
1792 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1793 {
1794         __this_cpu_add(rcu_dynticks.nonlazy_posted, 1);
1795 }
1796
1797 /*
1798  * Data for flushing lazy RCU callbacks at OOM time.
1799  */
1800 static atomic_t oom_callback_count;
1801 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_callback_wq);
1802
1803 /*
1804  * RCU OOM callback -- decrement the outstanding count and deliver the
1805  * wake-up if we are the last one.
1806  */
1807 static void rcu_oom_callback(struct rcu_head *rhp)
1808 {
1809         if (atomic_dec_and_test(&oom_callback_count))
1810                 wake_up(&oom_callback_wq);
1811 }
1812
1813 /*
1814  * Post an rcu_oom_notify callback on the current CPU if it has at
1815  * least one lazy callback.  This will unnecessarily post callbacks
1816  * to CPUs that already have a non-lazy callback at the end of their
1817  * callback list, but this is an infrequent operation, so accept some
1818  * extra overhead to keep things simple.
1819  */
1820 static void rcu_oom_notify_cpu(void *unused)
1821 {
1822         struct rcu_state *rsp;
1823         struct rcu_data *rdp;
1824
1825         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1826                 rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1827                 if (rdp->qlen_lazy != 0) {
1828                         atomic_inc(&oom_callback_count);
1829                         rsp->call(&rdp->oom_head, rcu_oom_callback);
1830                 }
1831         }
1832 }
1833
1834 /*
1835  * If low on memory, ensure that each CPU has a non-lazy callback.
1836  * This will wake up CPUs that have only lazy callbacks, in turn
1837  * ensuring that they free up the corresponding memory in a timely manner.
1838  * Because an uncertain amount of memory will be freed in some uncertain
1839  * timeframe, we do not claim to have freed anything.
1840  */
1841 static int rcu_oom_notify(struct notifier_block *self,
1842                           unsigned long notused, void *nfreed)
1843 {
1844         int cpu;
1845
1846         /* Wait for callbacks from earlier instance to complete. */
1847         wait_event(oom_callback_wq, atomic_read(&oom_callback_count) == 0);
1848
1849         /*
1850          * Prevent premature wakeup: ensure that all increments happen
1851          * before there is a chance of the counter reaching zero.
1852          */
1853         atomic_set(&oom_callback_count, 1);
1854
1855         get_online_cpus();
1856         for_each_online_cpu(cpu) {
1857                 smp_call_function_single(cpu, rcu_oom_notify_cpu, NULL, 1);
1858                 cond_resched();
1859         }
1860         put_online_cpus();
1861
1862         /* Unconditionally decrement: no need to wake ourselves up. */
1863         atomic_dec(&oom_callback_count);
1864
1865         return NOTIFY_OK;
1866 }
1867
1868 static struct notifier_block rcu_oom_nb = {
1869         .notifier_call = rcu_oom_notify
1870 };
1871
1872 static int __init rcu_register_oom_notifier(void)
1873 {
1874         register_oom_notifier(&rcu_oom_nb);
1875         return 0;
1876 }
1877 early_initcall(rcu_register_oom_notifier);
1878
1879 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1880
1881 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
1882
1883 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
1884
1885 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1886 {
1887         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1888         unsigned long nlpd = rdtp->nonlazy_posted - rdtp->nonlazy_posted_snap;
1889
1890         sprintf(cp, "last_accelerate: %04lx/%04lx, nonlazy_posted: %ld, %c%c",
1891                 rdtp->last_accelerate & 0xffff, jiffies & 0xffff,
1892                 ulong2long(nlpd),
1893                 rdtp->all_lazy ? 'L' : '.',
1894                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap ? '.' : 'D');
1895 }
1896
1897 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1898
1899 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1900 {
1901         *cp = '\0';
1902 }
1903
1904 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1905
1906 /* Initiate the stall-info list. */
1907 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
1908 {
1909         pr_cont("\n");
1910 }
1911
1912 /*
1913  * Print out diagnostic information for the specified stalled CPU.
1914  *
1915  * If the specified CPU is aware of the current RCU grace period
1916  * (flavor specified by rsp), then print the number of scheduling
1917  * clock interrupts the CPU has taken during the time that it has
1918  * been aware.  Otherwise, print the number of RCU grace periods
1919  * that this CPU is ignorant of, for example, "1" if the CPU was
1920  * aware of the previous grace period.
1921  *
1922  * Also print out idle and (if CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) idle-entry info.
1923  */
1924 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1925 {
1926         char fast_no_hz[72];
1927         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1928         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
1929         char *ticks_title;
1930         unsigned long ticks_value;
1931
1932         if (rsp->gpnum == rdp->gpnum) {
1933                 ticks_title = "ticks this GP";
1934                 ticks_value = rdp->ticks_this_gp;
1935         } else {
1936                 ticks_title = "GPs behind";
1937                 ticks_value = rsp->gpnum - rdp->gpnum;
1938         }
1939         print_cpu_stall_fast_no_hz(fast_no_hz, cpu);
1940         pr_err("\t%d: (%lu %s) idle=%03x/%llx/%d softirq=%u/%u %s\n",
1941                cpu, ticks_value, ticks_title,
1942                atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0xfff,
1943                rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting,
1944                rdp->softirq_snap, kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, cpu),
1945                fast_no_hz);
1946 }
1947
1948 /* Terminate the stall-info list. */
1949 static void print_cpu_stall_info_end(void)
1950 {
1951         pr_err("\t");
1952 }
1953
1954 /* Zero ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1955 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
1956 {
1957         rdp->ticks_this_gp = 0;
1958         rdp->softirq_snap = kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, smp_processor_id());
1959 }
1960
1961 /* Increment ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1962 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
1963 {
1964         struct rcu_state *rsp;
1965
1966         for_each_rcu_flavor(rsp)
1967                 __this_cpu_ptr(rsp->rda)->ticks_this_gp++;
1968 }
1969
1970 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
1971
1972 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
1973 {
1974         pr_cont(" {");
1975 }
1976
1977 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1978 {
1979         pr_cont(" %d", cpu);
1980 }
1981
1982 static void print_cpu_stall_info_end(void)
1983 {
1984         pr_cont("} ");
1985 }
1986
1987 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
1988 {
1989 }
1990
1991 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
1992 {
1993 }
1994
1995 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
1996
1997 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
1998
1999 /*
2000  * Offload callback processing from the boot-time-specified set of CPUs
2001  * specified by rcu_nocb_mask.  For each CPU in the set, there is a
2002  * kthread created that pulls the callbacks from the corresponding CPU,
2003  * waits for a grace period to elapse, and invokes the callbacks.
2004  * The no-CBs CPUs do a wake_up() on their kthread when they insert
2005  * a callback into any empty list, unless the rcu_nocb_poll boot parameter
2006  * has been specified, in which case each kthread actively polls its
2007  * CPU.  (Which isn't so great for energy efficiency, but which does
2008  * reduce RCU's overhead on that CPU.)
2009  *
2010  * This is intended to be used in conjunction with Frederic Weisbecker's
2011  * adaptive-idle work, which would seriously reduce OS jitter on CPUs
2012  * running CPU-bound user-mode computations.
2013  *
2014  * Offloading of callback processing could also in theory be used as
2015  * an energy-efficiency measure because CPUs with no RCU callbacks
2016  * queued are more aggressive about entering dyntick-idle mode.
2017  */
2018
2019
2020 /* Parse the boot-time rcu_nocb_mask CPU list from the kernel parameters. */
2021 static int __init rcu_nocb_setup(char *str)
2022 {
2023         alloc_bootmem_cpumask_var(&rcu_nocb_mask);
2024         have_rcu_nocb_mask = true;
2025         cpulist_parse(str, rcu_nocb_mask);
2026         return 1;
2027 }
2028 __setup("rcu_nocbs=", rcu_nocb_setup);
2029
2030 static int __init parse_rcu_nocb_poll(char *arg)
2031 {
2032         rcu_nocb_poll = 1;
2033         return 0;
2034 }
2035 early_param("rcu_nocb_poll", parse_rcu_nocb_poll);
2036
2037 /*
2038  * Do any no-CBs CPUs need another grace period?
2039  *
2040  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
2041  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
2042  */
2043 static int rcu_nocb_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
2044 {
2045         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2046
2047         return rnp->need_future_gp[(ACCESS_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1];
2048 }
2049
2050 /*
2051  * Wake up any no-CBs CPUs' kthreads that were waiting on the just-ended
2052  * grace period.
2053  */
2054 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
2055 {
2056         wake_up_all(&rnp->nocb_gp_wq[rnp->completed & 0x1]);
2057 }
2058
2059 /*
2060  * Set the root rcu_node structure's ->need_future_gp field
2061  * based on the sum of those of all rcu_node structures.  This does
2062  * double-count the root rcu_node structure's requests, but this
2063  * is necessary to handle the possibility of a rcu_nocb_kthread()
2064  * having awakened during the time that the rcu_node structures
2065  * were being updated for the end of the previous grace period.
2066  */
2067 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
2068 {
2069         rnp->need_future_gp[(rnp->completed + 1) & 0x1] += nrq;
2070 }
2071
2072 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
2073 {
2074         init_waitqueue_head(&rnp->nocb_gp_wq[0]);
2075         init_waitqueue_head(&rnp->nocb_gp_wq[1]);
2076 }
2077
2078 /* Is the specified CPU a no-CPUs CPU? */
2079 bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu)
2080 {
2081         if (have_rcu_nocb_mask)
2082                 return cpumask_test_cpu(cpu, rcu_nocb_mask);
2083         return false;
2084 }
2085
2086 /*
2087  * Enqueue the specified string of rcu_head structures onto the specified
2088  * CPU's no-CBs lists.  The CPU is specified by rdp, the head of the
2089  * string by rhp, and the tail of the string by rhtp.  The non-lazy/lazy
2090  * counts are supplied by rhcount and rhcount_lazy.
2091  *
2092  * If warranted, also wake up the kthread servicing this CPUs queues.
2093  */
2094 static void __call_rcu_nocb_enqueue(struct rcu_data *rdp,
2095                                     struct rcu_head *rhp,
2096                                     struct rcu_head **rhtp,
2097                                     int rhcount, int rhcount_lazy)
2098 {
2099         int len;
2100         struct rcu_head **old_rhpp;
2101         struct task_struct *t;
2102
2103         /* Enqueue the callback on the nocb list and update counts. */
2104         old_rhpp = xchg(&rdp->nocb_tail, rhtp);
2105         ACCESS_ONCE(*old_rhpp) = rhp;
2106         atomic_long_add(rhcount, &rdp->nocb_q_count);
2107         atomic_long_add(rhcount_lazy, &rdp->nocb_q_count_lazy);
2108
2109         /* If we are not being polled and there is a kthread, awaken it ... */
2110         t = ACCESS_ONCE(rdp->nocb_kthread);
2111         if (rcu_nocb_poll | !t) {
2112                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2113                                     TPS("WakeNotPoll"));
2114                 return;
2115         }
2116         len = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
2117         if (old_rhpp == &rdp->nocb_head) {
2118                 wake_up(&rdp->nocb_wq); /* ... only if queue was empty ... */
2119                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2120                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeEmpty"));
2121         } else if (len > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark) {
2122                 wake_up_process(t); /* ... or if many callbacks queued. */
2123                 rdp->qlen_last_fqs_check = LONG_MAX / 2;
2124                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeOvf"));
2125         } else {
2126                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeNot"));
2127         }
2128         return;
2129 }
2130
2131 /*
2132  * This is a helper for __call_rcu(), which invokes this when the normal
2133  * callback queue is inoperable.  If this is not a no-CBs CPU, this
2134  * function returns failure back to __call_rcu(), which can complain
2135  * appropriately.
2136  *
2137  * Otherwise, this function queues the callback where the corresponding
2138  * "rcuo" kthread can find it.
2139  */
2140 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2141                             bool lazy)
2142 {
2143
2144         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2145                 return 0;
2146         __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rhp, &rhp->next, 1, lazy);
2147         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)rhp->func))
2148                 trace_rcu_kfree_callback(rdp->rsp->name, rhp,
2149                                          (unsigned long)rhp->func,
2150                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2151                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2152         else
2153                 trace_rcu_callback(rdp->rsp->name, rhp,
2154                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2155                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2156         return 1;
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Adopt orphaned callbacks on a no-CBs CPU, or return 0 if this is
2161  * not a no-CBs CPU.
2162  */
2163 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp,
2164                                                      struct rcu_data *rdp)
2165 {
2166         long ql = rsp->qlen;
2167         long qll = rsp->qlen_lazy;
2168
2169         /* If this is not a no-CBs CPU, tell the caller to do it the old way. */
2170         if (!rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
2171                 return 0;
2172         rsp->qlen = 0;
2173         rsp->qlen_lazy = 0;
2174
2175         /* First, enqueue the donelist, if any.  This preserves CB ordering. */
2176         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2177                 __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rsp->orphan_donelist,
2178                                         rsp->orphan_donetail, ql, qll);
2179                 ql = qll = 0;
2180                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2181                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2182         }
2183         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2184                 __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rsp->orphan_nxtlist,
2185                                         rsp->orphan_nxttail, ql, qll);
2186                 ql = qll = 0;
2187                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2188                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2189         }
2190         return 1;
2191 }
2192
2193 /*
2194  * If necessary, kick off a new grace period, and either way wait
2195  * for a subsequent grace period to complete.
2196  */
2197 static void rcu_nocb_wait_gp(struct rcu_data *rdp)
2198 {
2199         unsigned long c;
2200         bool d;
2201         unsigned long flags;
2202         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2203
2204         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2205         c = rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
2206         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2207
2208         /*
2209          * Wait for the grace period.  Do so interruptibly to avoid messing
2210          * up the load average.
2211          */
2212         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("StartWait"));
2213         for (;;) {
2214                 wait_event_interruptible(
2215                         rnp->nocb_gp_wq[c & 0x1],
2216                         (d = ULONG_CMP_GE(ACCESS_ONCE(rnp->completed), c)));
2217                 if (likely(d))
2218                         break;
2219                 flush_signals(current);
2220                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("ResumeWait"));
2221         }
2222         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("EndWait"));
2223         smp_mb(); /* Ensure that CB invocation happens after GP end. */
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Per-rcu_data kthread, but only for no-CBs CPUs.  Each kthread invokes
2228  * callbacks queued by the corresponding no-CBs CPU.
2229  */
2230 static int rcu_nocb_kthread(void *arg)
2231 {
2232         int c, cl;
2233         struct rcu_head *list;
2234         struct rcu_head *next;
2235         struct rcu_head **tail;
2236         struct rcu_data *rdp = arg;
2237
2238         /* Each pass through this loop invokes one batch of callbacks */
2239         for (;;) {
2240                 /* If not polling, wait for next batch of callbacks. */
2241                 if (!rcu_nocb_poll)
2242                         wait_event_interruptible(rdp->nocb_wq, rdp->nocb_head);
2243                 list = ACCESS_ONCE(rdp->nocb_head);
2244                 if (!list) {
2245                         if (!rcu_nocb_poll)
2246                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2247                                                     TPS("WokeEmpty"));
2248                         schedule_timeout_interruptible(1);
2249                         flush_signals(current);
2250                         continue;
2251                 }
2252                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2253                                     TPS("WokeNonEmpty"));
2254
2255                 /*
2256                  * Extract queued callbacks, update counts, and wait
2257                  * for a grace period to elapse.
2258                  */
2259                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_head) = NULL;
2260                 tail = xchg(&rdp->nocb_tail, &rdp->nocb_head);
2261                 c = atomic_long_xchg(&rdp->nocb_q_count, 0);
2262                 cl = atomic_long_xchg(&rdp->nocb_q_count_lazy, 0);
2263                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_p_count) += c;
2264                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_p_count_lazy) += cl;
2265                 rcu_nocb_wait_gp(rdp);
2266
2267                 /* Each pass through the following loop invokes a callback. */
2268                 trace_rcu_batch_start(rdp->rsp->name, cl, c, -1);
2269                 c = cl = 0;
2270                 while (list) {
2271                         next = list->next;
2272                         /* Wait for enqueuing to complete, if needed. */
2273                         while (next == NULL && &list->next != tail) {
2274                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2275                                 next = list->next;
2276                         }
2277                         debug_rcu_head_unqueue(list);
2278                         local_bh_disable();
2279                         if (__rcu_reclaim(rdp->rsp->name, list))
2280                                 cl++;
2281                         c++;
2282                         local_bh_enable();
2283                         list = next;
2284                 }
2285                 trace_rcu_batch_end(rdp->rsp->name, c, !!list, 0, 0, 1);
2286                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_p_count) -= c;
2287                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_p_count_lazy) -= cl;
2288                 rdp->n_nocbs_invoked += c;
2289         }
2290         return 0;
2291 }
2292
2293 /* Initialize per-rcu_data variables for no-CBs CPUs. */
2294 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2295 {
2296         rdp->nocb_tail = &rdp->nocb_head;
2297         init_waitqueue_head(&rdp->nocb_wq);
2298 }
2299
2300 /* Create a kthread for each RCU flavor for each no-CBs CPU. */
2301 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(struct rcu_state *rsp)
2302 {
2303         int cpu;
2304         struct rcu_data *rdp;
2305         struct task_struct *t;
2306
2307         if (rcu_nocb_mask == NULL)
2308                 return;
2309         for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask) {
2310                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2311                 t = kthread_run(rcu_nocb_kthread, rdp,
2312                                 "rcuo%c/%d", rsp->abbr, cpu);
2313                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2314                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_kthread) = t;
2315         }
2316 }
2317
2318 /* Prevent __call_rcu() from enqueuing callbacks on no-CBs CPUs */
2319 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2320 {
2321         if (rcu_nocb_mask == NULL ||
2322             !cpumask_test_cpu(rdp->cpu, rcu_nocb_mask))
2323                 return false;
2324         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2325         return true;
2326 }
2327
2328 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2329
2330 static int rcu_nocb_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
2331 {
2332         return 0;
2333 }
2334
2335 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
2336 {
2337 }
2338
2339 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
2340 {
2341 }
2342
2343 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
2344 {
2345 }
2346
2347 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2348                             bool lazy)
2349 {
2350         return 0;
2351 }
2352
2353 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp,
2354                                                      struct rcu_data *rdp)
2355 {
2356         return 0;
2357 }
2358
2359 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2360 {
2361 }
2362
2363 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(struct rcu_state *rsp)
2364 {
2365 }
2366
2367 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2368 {
2369         return false;
2370 }
2371
2372 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2373
2374 /*
2375  * An adaptive-ticks CPU can potentially execute in kernel mode for an
2376  * arbitrarily long period of time with the scheduling-clock tick turned
2377  * off.  RCU will be paying attention to this CPU because it is in the
2378  * kernel, but the CPU cannot be guaranteed to be executing the RCU state
2379  * machine because the scheduling-clock tick has been disabled.  Therefore,
2380  * if an adaptive-ticks CPU is failing to respond to the current grace
2381  * period and has not be idle from an RCU perspective, kick it.
2382  */
2383 static void rcu_kick_nohz_cpu(int cpu)
2384 {
2385 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2386         if (tick_nohz_full_cpu(cpu))
2387                 smp_send_reschedule(cpu);
2388 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
2389 }
2390
2391
2392 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
2393
2394 /*
2395  * Define RCU flavor that holds sysidle state.  This needs to be the
2396  * most active flavor of RCU.
2397  */
2398 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
2399 static struct rcu_state *rcu_sysidle_state = &rcu_preempt_state;
2400 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
2401 static struct rcu_state *rcu_sysidle_state = &rcu_sched_state;
2402 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
2403
2404 static int full_sysidle_state;          /* Current system-idle state. */
2405 #define RCU_SYSIDLE_NOT         0       /* Some CPU is not idle. */
2406 #define RCU_SYSIDLE_SHORT       1       /* All CPUs idle for brief period. */
2407 #define RCU_SYSIDLE_LONG        2       /* All CPUs idle for long enough. */
2408 #define RCU_SYSIDLE_FULL        3       /* All CPUs idle, ready for sysidle. */
2409 #define RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED  4       /* Actually entered sysidle state. */
2410
2411 /*
2412  * Invoked to note exit from irq or task transition to idle.  Note that
2413  * usermode execution does -not- count as idle here!  After all, we want
2414  * to detect full-system idle states, not RCU quiescent states and grace
2415  * periods.  The caller must have disabled interrupts.
2416  */
2417 static void rcu_sysidle_enter(struct rcu_dynticks *rdtp, int irq)
2418 {
2419         unsigned long j;
2420
2421         /* Adjust nesting, check for fully idle. */
2422         if (irq) {
2423                 rdtp->dynticks_idle_nesting--;
2424                 WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting < 0);
2425                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting != 0)
2426                         return;  /* Still not fully idle. */
2427         } else {
2428                 if ((rdtp->dynticks_idle_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) ==
2429                     DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
2430                         rdtp->dynticks_idle_nesting = 0;
2431                 } else {
2432                         rdtp->dynticks_idle_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2433                         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting < 0);
2434                         return;  /* Still not fully idle. */
2435                 }
2436         }
2437
2438         /* Record start of fully idle period. */
2439         j = jiffies;
2440         ACCESS_ONCE(rdtp->dynticks_idle_jiffies) = j;
2441         smp_mb__before_atomic_inc();
2442         atomic_inc(&rdtp->dynticks_idle);
2443         smp_mb__after_atomic_inc();
2444         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks_idle) & 0x1);
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Unconditionally force exit from full system-idle state.  This is
2449  * invoked when a normal CPU exits idle, but must be called separately
2450  * for the timekeeping CPU (tick_do_timer_cpu).  The reason for this
2451  * is that the timekeeping CPU is permitted to take scheduling-clock
2452  * interrupts while the system is in system-idle state, and of course
2453  * rcu_sysidle_exit() has no way of distinguishing a scheduling-clock
2454  * interrupt from any other type of interrupt.
2455  */
2456 void rcu_sysidle_force_exit(void)
2457 {
2458         int oldstate = ACCESS_ONCE(full_sysidle_state);
2459         int newoldstate;
2460
2461         /*
2462          * Each pass through the following loop attempts to exit full
2463          * system-idle state.  If contention proves to be a problem,
2464          * a trylock-based contention tree could be used here.
2465          */
2466         while (oldstate > RCU_SYSIDLE_SHORT) {
2467                 newoldstate = cmpxchg(&full_sysidle_state,
2468                                       oldstate, RCU_SYSIDLE_NOT);
2469                 if (oldstate == newoldstate &&
2470                     oldstate == RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED) {
2471                         rcu_kick_nohz_cpu(tick_do_timer_cpu);
2472                         return; /* We cleared it, done! */
2473                 }
2474                 oldstate = newoldstate;
2475         }
2476         smp_mb(); /* Order initial oldstate fetch vs. later non-idle work. */
2477 }
2478
2479 /*
2480  * Invoked to note entry to irq or task transition from idle.  Note that
2481  * usermode execution does -not- count as idle here!  The caller must
2482  * have disabled interrupts.
2483  */
2484 static void rcu_sysidle_exit(struct rcu_dynticks *rdtp, int irq)
2485 {
2486         /* Adjust nesting, check for already non-idle. */
2487         if (irq) {
2488                 rdtp->dynticks_idle_nesting++;
2489                 WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting <= 0);
2490                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting != 1)
2491                         return; /* Already non-idle. */
2492         } else {
2493                 /*
2494                  * Allow for irq misnesting.  Yes, it really is possible
2495                  * to enter an irq handler then never leave it, and maybe
2496                  * also vice versa.  Handle both possibilities.
2497                  */
2498                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
2499                         rdtp->dynticks_idle_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2500                         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting <= 0);
2501                         return; /* Already non-idle. */
2502                 } else {
2503                         rdtp->dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2504                 }
2505         }
2506
2507         /* Record end of idle period. */
2508         smp_mb__before_atomic_inc();
2509         atomic_inc(&rdtp->dynticks_idle);
2510         smp_mb__after_atomic_inc();
2511         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks_idle) & 0x1));
2512
2513         /*
2514          * If we are the timekeeping CPU, we are permitted to be non-idle
2515          * during a system-idle state.  This must be the case, because
2516          * the timekeeping CPU has to take scheduling-clock interrupts
2517          * during the time that the system is transitioning to full
2518          * system-idle state.  This means that the timekeeping CPU must
2519          * invoke rcu_sysidle_force_exit() directly if it does anything
2520          * more than take a scheduling-clock interrupt.
2521          */
2522         if (smp_processor_id() == tick_do_timer_cpu)
2523                 return;
2524
2525         /* Update system-idle state: We are clearly no longer fully idle! */
2526         rcu_sysidle_force_exit();
2527 }
2528
2529 /*
2530  * Check to see if the current CPU is idle.  Note that usermode execution
2531  * does not count as idle.  The caller must have disabled interrupts.
2532  */
2533 static void rcu_sysidle_check_cpu(struct rcu_data *rdp, bool *isidle,
2534                                   unsigned long *maxj)
2535 {
2536         int cur;
2537         unsigned long j;
2538         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
2539
2540         /*
2541          * If some other CPU has already reported non-idle, if this is
2542          * not the flavor of RCU that tracks sysidle state, or if this
2543          * is an offline or the timekeeping CPU, nothing to do.
2544          */
2545         if (!*isidle || rdp->rsp != rcu_sysidle_state ||
2546             cpu_is_offline(rdp->cpu) || rdp->cpu == tick_do_timer_cpu)
2547                 return;
2548         if (rcu_gp_in_progress(rdp->rsp))
2549                 WARN_ON_ONCE(smp_processor_id() != tick_do_timer_cpu);
2550
2551         /* Pick up current idle and NMI-nesting counter and check. */
2552         cur = atomic_read(&rdtp->dynticks_idle);
2553         if (cur & 0x1) {
2554                 *isidle = false; /* We are not idle! */
2555                 return;
2556         }
2557         smp_mb(); /* Read counters before timestamps. */
2558
2559         /* Pick up timestamps. */
2560         j = ACCESS_ONCE(rdtp->dynticks_idle_jiffies);
2561         /* If this CPU entered idle more recently, update maxj timestamp. */
2562         if (ULONG_CMP_LT(*maxj, j))
2563                 *maxj = j;
2564 }
2565
2566 /*
2567  * Is this the flavor of RCU that is handling full-system idle?
2568  */
2569 static bool is_sysidle_rcu_state(struct rcu_state *rsp)
2570 {
2571         return rsp == rcu_sysidle_state;
2572 }
2573
2574 /*
2575  * Bind the grace-period kthread for the sysidle flavor of RCU to the
2576  * timekeeping CPU.
2577  */
2578 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
2579 {
2580         int cpu = ACCESS_ONCE(tick_do_timer_cpu);
2581
2582         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids)
2583                 return;
2584         if (raw_smp_processor_id() != cpu)
2585                 set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(cpu));
2586 }
2587
2588 /*
2589  * Return a delay in jiffies based on the number of CPUs, rcu_node
2590  * leaf fanout, and jiffies tick rate.  The idea is to allow larger
2591  * systems more time to transition to full-idle state in order to
2592  * avoid the cache thrashing that otherwise occur on the state variable.
2593  * Really small systems (less than a couple of tens of CPUs) should
2594  * instead use a single global atomically incremented counter, and later
2595  * versions of this will automatically reconfigure themselves accordingly.
2596  */
2597 static unsigned long rcu_sysidle_delay(void)
2598 {
2599         if (nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL)
2600                 return 0;
2601         return DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids * HZ, rcu_fanout_leaf * 1000);
2602 }
2603
2604 /*
2605  * Advance the full-system-idle state.  This is invoked when all of
2606  * the non-timekeeping CPUs are idle.
2607  */
2608 static void rcu_sysidle(unsigned long j)
2609 {
2610         /* Check the current state. */
2611         switch (ACCESS_ONCE(full_sysidle_state)) {
2612         case RCU_SYSIDLE_NOT:
2613
2614                 /* First time all are idle, so note a short idle period. */
2615                 ACCESS_ONCE(full_sysidle_state) = RCU_SYSIDLE_SHORT;
2616                 break;
2617
2618         case RCU_SYSIDLE_SHORT:
2619
2620                 /*
2621                  * Idle for a bit, time to advance to next state?
2622                  * cmpxchg failure means race with non-idle, let them win.
2623                  */
2624                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, j + rcu_sysidle_delay()))
2625                         (void)cmpxchg(&full_sysidle_state,
2626                                       RCU_SYSIDLE_SHORT, RCU_SYSIDLE_LONG);
2627                 break;
2628
2629         case RCU_SYSIDLE_LONG:
2630
2631                 /*
2632                  * Do an additional check pass before advancing to full.
2633                  * cmpxchg failure means race with non-idle, let them win.
2634                  */
2635                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, j + rcu_sysidle_delay()))
2636                         (void)cmpxchg(&full_sysidle_state,
2637                                       RCU_SYSIDLE_LONG, RCU_SYSIDLE_FULL);
2638                 break;
2639
2640         default:
2641                 break;
2642         }
2643 }
2644
2645 /*
2646  * Found a non-idle non-timekeeping CPU, so kick the system-idle state
2647  * back to the beginning.
2648  */
2649 static void rcu_sysidle_cancel(void)
2650 {
2651         smp_mb();
2652         ACCESS_ONCE(full_sysidle_state) = RCU_SYSIDLE_NOT;
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Update the sysidle state based on the results of a force-quiescent-state
2657  * scan of the CPUs' dyntick-idle state.
2658  */
2659 static void rcu_sysidle_report(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2660                                unsigned long maxj, bool gpkt)
2661 {
2662         if (rsp != rcu_sysidle_state)
2663                 return;  /* Wrong flavor, ignore. */
2664         if (gpkt && nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL)
2665                 return;  /* Running state machine from timekeeping CPU. */
2666         if (isidle)
2667                 rcu_sysidle(maxj);    /* More idle! */
2668         else
2669                 rcu_sysidle_cancel(); /* Idle is over. */
2670 }
2671
2672 /*
2673  * Wrapper for rcu_sysidle_report() when called from the grace-period
2674  * kthread's context.
2675  */
2676 static void rcu_sysidle_report_gp(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2677                                   unsigned long maxj)
2678 {
2679         rcu_sysidle_report(rsp, isidle, maxj, true);
2680 }
2681
2682 /* Callback and function for forcing an RCU grace period. */
2683 struct rcu_sysidle_head {
2684         struct rcu_head rh;
2685         int inuse;
2686 };
2687
2688 static void rcu_sysidle_cb(struct rcu_head *rhp)
2689 {
2690         struct rcu_sysidle_head *rshp;
2691
2692         /*
2693          * The following memory barrier is needed to replace the
2694          * memory barriers that would normally be in the memory
2695          * allocator.
2696          */
2697         smp_mb();  /* grace period precedes setting inuse. */
2698
2699         rshp = container_of(rhp, struct rcu_sysidle_head, rh);
2700         ACCESS_ONCE(rshp->inuse) = 0;
2701 }
2702
2703 /*
2704  * Check to see if the system is fully idle, other than the timekeeping CPU.
2705  * The caller must have disabled interrupts.
2706  */
2707 bool rcu_sys_is_idle(void)
2708 {
2709         static struct rcu_sysidle_head rsh;
2710         int rss = ACCESS_ONCE(full_sysidle_state);
2711
2712         if (WARN_ON_ONCE(smp_processor_id() != tick_do_timer_cpu))
2713                 return false;
2714
2715         /* Handle small-system case by doing a full scan of CPUs. */
2716         if (nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL) {
2717                 int oldrss = rss - 1;
2718
2719                 /*
2720                  * One pass to advance to each state up to _FULL.
2721                  * Give up if any pass fails to advance the state.
2722                  */
2723                 while (rss < RCU_SYSIDLE_FULL && oldrss < rss) {
2724                         int cpu;
2725                         bool isidle = true;
2726                         unsigned long maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2727                         struct rcu_data *rdp;
2728
2729                         /* Scan all the CPUs looking for nonidle CPUs. */
2730                         for_each_possible_cpu(cpu) {
2731                                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_sysidle_state->rda, cpu);
2732                                 rcu_sysidle_check_cpu(rdp, &isidle, &maxj);
2733                                 if (!isidle)
2734                                         break;
2735                         }
2736                         rcu_sysidle_report(rcu_sysidle_state,
2737                                            isidle, maxj, false);
2738                         oldrss = rss;
2739                         rss = ACCESS_ONCE(full_sysidle_state);
2740                 }
2741         }
2742
2743         /* If this is the first observation of an idle period, record it. */
2744         if (rss == RCU_SYSIDLE_FULL) {
2745                 rss = cmpxchg(&full_sysidle_state,
2746                               RCU_SYSIDLE_FULL, RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED);
2747                 return rss == RCU_SYSIDLE_FULL;
2748         }
2749
2750         smp_mb(); /* ensure rss load happens before later caller actions. */
2751
2752         /* If already fully idle, tell the caller (in case of races). */
2753         if (rss == RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED)
2754                 return true;
2755
2756         /*
2757          * If we aren't there yet, and a grace period is not in flight,
2758          * initiate a grace period.  Either way, tell the caller that
2759          * we are not there yet.  We use an xchg() rather than an assignment
2760          * to make up for the memory barriers that would otherwise be
2761          * provided by the memory allocator.
2762          */
2763         if (nr_cpu_ids > CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL &&
2764             !rcu_gp_in_progress(rcu_sysidle_state) &&
2765             !rsh.inuse && xchg(&rsh.inuse, 1) == 0)
2766                 call_rcu(&rsh.rh, rcu_sysidle_cb);
2767         return false;
2768 }
2769
2770 /*
2771  * Initialize dynticks sysidle state for CPUs coming online.
2772  */
2773 static void rcu_sysidle_init_percpu_data(struct rcu_dynticks *rdtp)
2774 {
2775         rdtp->dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2776 }
2777
2778 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
2779
2780 static void rcu_sysidle_enter(struct rcu_dynticks *rdtp, int irq)
2781 {
2782 }
2783
2784 static void rcu_sysidle_exit(struct rcu_dynticks *rdtp, int irq)
2785 {
2786 }
2787
2788 static void rcu_sysidle_check_cpu(struct rcu_data *rdp, bool *isidle,
2789                                   unsigned long *maxj)
2790 {
2791 }
2792
2793 static bool is_sysidle_rcu_state(struct rcu_state *rsp)
2794 {
2795         return false;
2796 }
2797
2798 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
2799 {
2800 }
2801
2802 static void rcu_sysidle_report_gp(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2803                                   unsigned long maxj)
2804 {
2805 }
2806
2807 static void rcu_sysidle_init_percpu_data(struct rcu_dynticks *rdtp)
2808 {
2809 }
2810
2811 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */