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