kernel/rcutiny_plugin.h

   1 /*
   2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion, the Bloatwatch edition
   3  * Internal non-public definitions that provide either classic
   4  * or preemptible semantics.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
  19  *
  20  * Copyright (c) 2010 Linaro
  21  *
  22  * Author: Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com>
  23  */
  24
  25 #include <linux/kthread.h>
  26 #include <linux/module.h>
  27 #include <linux/debugfs.h>
  28 #include <linux/seq_file.h>
  29
  30 /* Global control variables for rcupdate callback mechanism. */
  31 struct rcu_ctrlblk {
  32         struct rcu_head *rcucblist;     /* List of pending callbacks (CBs). */
  33         struct rcu_head **donetail;     /* ->next pointer of last "done" CB. */
  34         struct rcu_head **curtail;      /* ->next pointer of last CB. */
  35         RCU_TRACE(long qlen);           /* Number of pending CBs. */
  36         RCU_TRACE(char *name);          /* Name of RCU type. */
  37 };
  38
  39 /* Definition for rcupdate control block. */
  40 static struct rcu_ctrlblk rcu_sched_ctrlblk = {
  41         .donetail       = &rcu_sched_ctrlblk.rcucblist,
  42         .curtail        = &rcu_sched_ctrlblk.rcucblist,
  43         RCU_TRACE(.name = "rcu_sched")
  44 };
  45
  46 static struct rcu_ctrlblk rcu_bh_ctrlblk = {
  47         .donetail       = &rcu_bh_ctrlblk.rcucblist,
  48         .curtail        = &rcu_bh_ctrlblk.rcucblist,
  49         RCU_TRACE(.name = "rcu_bh")
  50 };
  51
  52 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
  53 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
  54 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
  55 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
  56
  57 #ifdef CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU
  58
  59 #include <linux/delay.h>
  60
  61 /* Global control variables for preemptible RCU. */
  62 struct rcu_preempt_ctrlblk {
  63         struct rcu_ctrlblk rcb; /* curtail: ->next ptr of last CB for GP. */
  64         struct rcu_head **nexttail;
  65                                 /* Tasks blocked in a preemptible RCU */
  66                                 /*  read-side critical section while an */
  67                                 /*  preemptible-RCU grace period is in */
  68                                 /*  progress must wait for a later grace */
  69                                 /*  period.  This pointer points to the */
  70                                 /*  ->next pointer of the last task that */
  71                                 /*  must wait for a later grace period, or */
  72                                 /*  to &->rcb.rcucblist if there is no */
  73                                 /*  such task. */
  74         struct list_head blkd_tasks;
  75                                 /* Tasks blocked in RCU read-side critical */
  76                                 /*  section.  Tasks are placed at the head */
  77                                 /*  of this list and age towards the tail. */
  78         struct list_head *gp_tasks;
  79                                 /* Pointer to the first task blocking the */
  80                                 /*  current grace period, or NULL if there */
  81                                 /*  is no such task. */
  82         struct list_head *exp_tasks;
  83                                 /* Pointer to first task blocking the */
  84                                 /*  current expedited grace period, or NULL */
  85                                 /*  if there is no such task.  If there */
  86                                 /*  is no current expedited grace period, */
  87                                 /*  then there cannot be any such task. */
  88 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
  89         struct list_head *boost_tasks;
  90                                 /* Pointer to first task that needs to be */
  91                                 /*  priority-boosted, or NULL if no priority */
  92                                 /*  boosting is needed.  If there is no */
  93                                 /*  current or expedited grace period, there */
  94                                 /*  can be no such task. */
  95 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
  96         u8 gpnum;               /* Current grace period. */
  97         u8 gpcpu;               /* Last grace period blocked by the CPU. */
  98         u8 completed;           /* Last grace period completed. */
  99                                 /*  If all three are equal, RCU is idle. */
 100 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 101         unsigned long boost_time; /* When to start boosting (jiffies) */
 102 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 103 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 104         unsigned long n_grace_periods;
 105 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 106         unsigned long n_tasks_boosted;
 107                                 /* Total number of tasks boosted. */
 108         unsigned long n_exp_boosts;
 109                                 /* Number of tasks boosted for expedited GP. */
 110         unsigned long n_normal_boosts;
 111                                 /* Number of tasks boosted for normal GP. */
 112         unsigned long n_balk_blkd_tasks;
 113                                 /* Refused to boost: no blocked tasks. */
 114         unsigned long n_balk_exp_gp_tasks;
 115                                 /* Refused to boost: nothing blocking GP. */
 116         unsigned long n_balk_boost_tasks;
 117                                 /* Refused to boost: already boosting. */
 118         unsigned long n_balk_notyet;
 119                                 /* Refused to boost: not yet time. */
 120         unsigned long n_balk_nos;
 121                                 /* Refused to boost: not sure why, though. */
 122                                 /*  This can happen due to race conditions. */
 123 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 124 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
 125 };
 126
 127 static struct rcu_preempt_ctrlblk rcu_preempt_ctrlblk = {
 128         .rcb.donetail = &rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist,
 129         .rcb.curtail = &rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist,
 130         .nexttail = &rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist,
 131         .blkd_tasks = LIST_HEAD_INIT(rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks),
 132         RCU_TRACE(.rcb.name = "rcu_preempt")
 133 };
 134
 135 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t);
 136 static int rcu_preempted_readers_exp(void);
 137 static void rcu_report_exp_done(void);
 138
 139 /*
 140  * Return true if the CPU has not yet responded to the current grace period.
 141  */
 142 static int rcu_cpu_blocking_cur_gp(void)
 143 {
 144         return rcu_preempt_ctrlblk.gpcpu != rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
 145 }
 146
 147 /*
 148  * Check for a running RCU reader.  Because there is only one CPU,
 149  * there can be but one running RCU reader at a time.  ;-)
 150  *
 151  * Returns zero if there are no running readers.  Returns a positive
 152  * number if there is at least one reader within its RCU read-side
 153  * critical section.  Returns a negative number if an outermost reader
 154  * is in the midst of exiting from its RCU read-side critical section
 155  *
 156  * Returns zero if there are no running readers.  Returns a positive
 157  * number if there is at least one reader within its RCU read-side
 158  * critical section.  Returns a negative number if an outermost reader
 159  * is in the midst of exiting from its RCU read-side critical section.
 160  */
 161 static int rcu_preempt_running_reader(void)
 162 {
 163         return current->rcu_read_lock_nesting;
 164 }
 165
 166 /*
 167  * Check for preempted RCU readers blocking any grace period.
 168  * If the caller needs a reliable answer, it must disable hard irqs.
 169  */
 170 static int rcu_preempt_blocked_readers_any(void)
 171 {
 172         return !list_empty(&rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks);
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period.
 177  * If the caller needs a reliable answer, it must disable hard irqs.
 178  */
 179 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(void)
 180 {
 181         return rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks != NULL;
 182 }
 183
 184 /*
 185  * Return true if another preemptible-RCU grace period is needed.
 186  */
 187 static int rcu_preempt_needs_another_gp(void)
 188 {
 189         return *rcu_preempt_ctrlblk.rcb.curtail != NULL;
 190 }
 191
 192 /*
 193  * Return true if a preemptible-RCU grace period is in progress.
 194  * The caller must disable hardirqs.
 195  */
 196 static int rcu_preempt_gp_in_progress(void)
 197 {
 198         return rcu_preempt_ctrlblk.completed != rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
 199 }
 200
 201 /*
 202  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
 203  * returning NULL if at the end of the list.
 204  */
 205 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t)
 206 {
 207         struct list_head *np;
 208
 209         np = t->rcu_node_entry.next;
 210         if (np == &rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks)
 211                 np = NULL;
 212         return np;
 213 }
 214
 215 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 216
 217 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 218 static void rcu_initiate_boost_trace(void);
 219 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 220
 221 /*
 222  * Dump additional statistice for TINY_PREEMPT_RCU.
 223  */
 224 static void show_tiny_preempt_stats(struct seq_file *m)
 225 {
 226         seq_printf(m, "rcu_preempt: qlen=%ld gp=%lu g%u/p%u/c%u tasks=%c%c%c\n",
 227                    rcu_preempt_ctrlblk.rcb.qlen,
 228                    rcu_preempt_ctrlblk.n_grace_periods,
 229                    rcu_preempt_ctrlblk.gpnum,
 230                    rcu_preempt_ctrlblk.gpcpu,
 231                    rcu_preempt_ctrlblk.completed,
 232                    "T."[list_empty(&rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks)],
 233                    "N."[!rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks],
 234                    "E."[!rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks]);
 235 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 236         seq_printf(m, "%sttb=%c ntb=%lu neb=%lu nnb=%lu j=%04x bt=%04x\n",
 237                    "             ",
 238                    "B."[!rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks],
 239                    rcu_preempt_ctrlblk.n_tasks_boosted,
 240                    rcu_preempt_ctrlblk.n_exp_boosts,
 241                    rcu_preempt_ctrlblk.n_normal_boosts,
 242                    (int)(jiffies & 0xffff),
 243                    (int)(rcu_preempt_ctrlblk.boost_time & 0xffff));
 244         seq_printf(m, "%s: nt=%lu egt=%lu bt=%lu ny=%lu nos=%lu\n",
 245                    "             balk",
 246                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_blkd_tasks,
 247                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_exp_gp_tasks,
 248                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_boost_tasks,
 249                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_notyet,
 250                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_nos);
 251 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 252 }
 253
 254 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
 255
 256 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 257
 258 #include "rtmutex_common.h"
 259
 260 #define RCU_BOOST_PRIO CONFIG_RCU_BOOST_PRIO
 261
 262 /* Controls for rcu_kthread() kthread. */
 263 static struct task_struct *rcu_kthread_task;
 264 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(rcu_kthread_wq);
 265 static unsigned long have_rcu_kthread_work;
 266
 267 /*
 268  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->boost_tasks,
 269  * and advance ->boost_tasks to the next task in the ->blkd_tasks list.
 270  */
 271 static int rcu_boost(void)
 272 {
 273         unsigned long flags;
 274         struct rt_mutex mtx;
 275         struct task_struct *t;
 276         struct list_head *tb;
 277
 278         if (rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks == NULL &&
 279             rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
 280                 return 0;  /* Nothing to boost. */
 281
 282         raw_local_irq_save(flags);
 283
 284         /*
 285          * Recheck with irqs disabled: all tasks in need of boosting
 286          * might exit their RCU read-side critical sections on their own
 287          * if we are preempted just before disabling irqs.
 288          */
 289         if (rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks == NULL &&
 290             rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL) {
 291                 raw_local_irq_restore(flags);
 292                 return 0;
 293         }
 294
 295         /*
 296          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
 297          * This cannot starve the normal grace periods because a second
 298          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
 299          * those blocking the pre-existing normal grace period.
 300          */
 301         if (rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks != NULL) {
 302                 tb = rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks;
 303                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_exp_boosts++);
 304         } else {
 305                 tb = rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks;
 306                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_normal_boosts++);
 307         }
 308         RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_tasks_boosted++);
 309
 310         /*
 311          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
 312          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
 313          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
 314          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
 315          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
 316          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
 317          */
 318         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
 319         rt_mutex_init_proxy_locked(&mtx, t);
 320         t->rcu_boost_mutex = &mtx;
 321         t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BOOSTED;
 322         raw_local_irq_restore(flags);
 323         rt_mutex_lock(&mtx);
 324         rt_mutex_unlock(&mtx);  /* Keep lockdep happy. */
 325
 326         return ACCESS_ONCE(rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks) != NULL ||
 327                ACCESS_ONCE(rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks) != NULL;
 328 }
 329
 330 /*
 331  * Check to see if it is now time to start boosting RCU readers blocking
 332  * the current grace period, and, if so, tell the rcu_kthread_task to
 333  * start boosting them.  If there is an expedited boost in progress,
 334  * we wait for it to complete.
 335  *
 336  * If there are no blocked readers blocking the current grace period,
 337  * return 0 to let the caller know, otherwise return 1.  Note that this
 338  * return value is independent of whether or not boosting was done.
 339  */
 340 static int rcu_initiate_boost(void)
 341 {
 342         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp() &&
 343             rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL) {
 344                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_exp_gp_tasks++);
 345                 return 0;
 346         }
 347         if (rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks != NULL ||
 348             (rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks != NULL &&
 349              rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks == NULL &&
 350              ULONG_CMP_GE(jiffies, rcu_preempt_ctrlblk.boost_time))) {
 351                 if (rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
 352                         rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks =
 353                                 rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks;
 354                 invoke_rcu_callbacks();
 355         } else
 356                 RCU_TRACE(rcu_initiate_boost_trace());
 357         return 1;
 358 }
 359
 360 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
 361
 362 /*
 363  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
 364  */
 365 static void rcu_preempt_boost_start_gp(void)
 366 {
 367         rcu_preempt_ctrlblk.boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
 368 }
 369
 370 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 371
 372 /*
 373  * If there is no RCU priority boosting, we don't initiate boosting,
 374  * but we do indicate whether there are blocked readers blocking the
 375  * current grace period.
 376  */
 377 static int rcu_initiate_boost(void)
 378 {
 379         return rcu_preempt_blocked_readers_cgp();
 380 }
 381
 382 /*
 383  * If there is no RCU priority boosting, nothing to do at grace-period start.
 384  */
 385 static void rcu_preempt_boost_start_gp(void)
 386 {
 387 }
 388
 389 #endif /* else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 390
 391 /*
 392  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
 393  * that this just means that the task currently running on the CPU is
 394  * in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
 395  * while in an RCU read-side critical section.
 396  *
 397  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
 398  * must disable irqs in order to protect the assignment to
 399  * ->rcu_read_unlock_special.
 400  *
 401  * Because this is a single-CPU implementation, the only way a grace
 402  * period can end is if the CPU is in a quiescent state.  The reason is
 403  * that a blocked preemptible-RCU reader can exit its critical section
 404  * only if the CPU is running it at the time.  Therefore, when the
 405  * last task blocking the current grace period exits its RCU read-side
 406  * critical section, neither the CPU nor blocked tasks will be stopping
 407  * the current grace period.  (In contrast, SMP implementations
 408  * might have CPUs running in RCU read-side critical sections that
 409  * block later grace periods -- but this is not possible given only
 410  * one CPU.)
 411  */
 412 static void rcu_preempt_cpu_qs(void)
 413 {
 414         /* Record both CPU and task as having responded to current GP. */
 415         rcu_preempt_ctrlblk.gpcpu = rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
 416         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
 417
 418         /* If there is no GP then there is nothing more to do.  */
 419         if (!rcu_preempt_gp_in_progress())
 420                 return;
 421         /*
 422          * Check up on boosting.  If there are readers blocking the
 423          * current grace period, leave.
 424          */
 425         if (rcu_initiate_boost())
 426                 return;
 427
 428         /* Advance callbacks. */
 429         rcu_preempt_ctrlblk.completed = rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
 430         rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail = rcu_preempt_ctrlblk.rcb.curtail;
 431         rcu_preempt_ctrlblk.rcb.curtail = rcu_preempt_ctrlblk.nexttail;
 432
 433         /* If there are no blocked readers, next GP is done instantly. */
 434         if (!rcu_preempt_blocked_readers_any())
 435                 rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail = rcu_preempt_ctrlblk.nexttail;
 436
 437         /* If there are done callbacks, cause them to be invoked. */
 438         if (*rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail != NULL)
 439                 invoke_rcu_callbacks();
 440 }
 441
 442 /*
 443  * Start a new RCU grace period if warranted.  Hard irqs must be disabled.
 444  */
 445 static void rcu_preempt_start_gp(void)
 446 {
 447         if (!rcu_preempt_gp_in_progress() && rcu_preempt_needs_another_gp()) {
 448
 449                 /* Official start of GP. */
 450                 rcu_preempt_ctrlblk.gpnum++;
 451                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_grace_periods++);
 452
 453                 /* Any blocked RCU readers block new GP. */
 454                 if (rcu_preempt_blocked_readers_any())
 455                         rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks =
 456                                 rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks.next;
 457
 458                 /* Set up for RCU priority boosting. */
 459                 rcu_preempt_boost_start_gp();
 460
 461                 /* If there is no running reader, CPU is done with GP. */
 462                 if (!rcu_preempt_running_reader())
 463                         rcu_preempt_cpu_qs();
 464         }
 465 }
 466
 467 /*
 468  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
 469  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
 470  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
 471  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
 472  * If the task started after the current grace period began, as recorded
 473  * by ->gpcpu, we enqueue at the beginning of the list.  Otherwise
 474  * before the element referenced by ->gp_tasks (or at the tail if
 475  * ->gp_tasks is NULL) and point ->gp_tasks at the newly added element.
 476  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
 477  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
 478  * cannot be permitted to complete until the ->gp_tasks pointer becomes
 479  * NULL.
 480  *
 481  * Caller must disable preemption.
 482  */
 483 void rcu_preempt_note_context_switch(void)
 484 {
 485         struct task_struct *t = current;
 486         unsigned long flags;
 487
 488         local_irq_save(flags); /* must exclude scheduler_tick(). */
 489         if (rcu_preempt_running_reader() > 0 &&
 490             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
 491
 492                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
 493                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
 494
 495                 /*
 496                  * If this CPU has already checked in, then this task
 497                  * will hold up the next grace period rather than the
 498                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
 499                  * If the task is queued for the current grace period
 500                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
 501                  * state for the current grace period), then as long
 502                  * as that task remains queued, the current grace period
 503                  * cannot end.
 504                  */
 505                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks);
 506                 if (rcu_cpu_blocking_cur_gp())
 507                         rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
 508         } else if (rcu_preempt_running_reader() < 0 &&
 509                    t->rcu_read_unlock_special) {
 510                 /*
 511                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
 512                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
 513                  */
 514                 rcu_read_unlock_special(t);
 515         }
 516
 517         /*
 518          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
 519          * begin with, or we have now recorded that critical section
 520          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
 521          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
 522          * section, and if that critical section was blocking the current
 523          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
 524          * means that current grace period continues to be blocked.
 525          */
 526         rcu_preempt_cpu_qs();
 527         local_irq_restore(flags);
 528 }
 529
 530 /*
 531  * Tiny-preemptible RCU implementation for rcu_read_lock().
 532  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
 533  * if we block.
 534  */
 535 void __rcu_read_lock(void)
 536 {
 537         current->rcu_read_lock_nesting++;
 538         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_lock in rcutiny.c */
 539 }
 540 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
 541
 542 /*
 543  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
 544  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
 545  * read-side critical section.
 546  */
 547 static noinline void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
 548 {
 549         int empty;
 550         int empty_exp;
 551         unsigned long flags;
 552         struct list_head *np;
 553         int special;
 554
 555         /*
 556          * NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state.
 557          * They therefore cannot possibly be special, so just leave.
 558          */
 559         if (in_nmi())
 560                 return;
 561
 562         local_irq_save(flags);
 563
 564         /*
 565          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
 566          * let it know that we have done so.
 567          */
 568         special = t->rcu_read_unlock_special;
 569         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS)
 570                 rcu_preempt_cpu_qs();
 571
 572         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
 573         if (in_irq()) {
 574                 local_irq_restore(flags);
 575                 return;
 576         }
 577
 578         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
 579         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
 580                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
 581
 582                 /*
 583                  * Remove this task from the ->blkd_tasks list and adjust
 584                  * any pointers that might have been referencing it.
 585                  */
 586                 empty = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp();
 587                 empty_exp = rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL;
 588                 np = rcu_next_node_entry(t);
 589                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
 590                 if (&t->rcu_node_entry == rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks)
 591                         rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks = np;
 592                 if (&t->rcu_node_entry == rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks)
 593                         rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks = np;
 594 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 595                 if (&t->rcu_node_entry == rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks)
 596                         rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks = np;
 597 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 598
 599                 /*
 600                  * If this was the last task on the current list, and if
 601                  * we aren't waiting on the CPU, report the quiescent state
 602                  * and start a new grace period if needed.
 603                  */
 604                 if (!empty && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp()) {
 605                         rcu_preempt_cpu_qs();
 606                         rcu_preempt_start_gp();
 607                 }
 608
 609                 /*
 610                  * If this was the last task on the expedited lists,
 611                  * then we need wake up the waiting task.
 612                  */
 613                 if (!empty_exp && rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
 614                         rcu_report_exp_done();
 615         }
 616 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 617         /* Unboost self if was boosted. */
 618         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BOOSTED) {
 619                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BOOSTED;
 620                 rt_mutex_unlock(t->rcu_boost_mutex);
 621                 t->rcu_boost_mutex = NULL;
 622         }
 623 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 624         local_irq_restore(flags);
 625 }
 626
 627 /*
 628  * Tiny-preemptible RCU implementation for rcu_read_unlock().
 629  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
 630  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
 631  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
 632  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
 633  */
 634 void __rcu_read_unlock(void)
 635 {
 636         struct task_struct *t = current;
 637
 638         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_unlock in rcutiny.c */
 639         if (t->rcu_read_lock_nesting != 1)
 640                 --t->rcu_read_lock_nesting;
 641         else {
 642                 t->rcu_read_lock_nesting = INT_MIN;
 643                 barrier();  /* assign before ->rcu_read_unlock_special load */
 644                 if (unlikely(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_unlock_special)))
 645                         rcu_read_unlock_special(t);
 646                 barrier();  /* ->rcu_read_unlock_special load before assign */
 647                 t->rcu_read_lock_nesting = 0;
 648         }
 649 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
 650         {
 651                 int rrln = ACCESS_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting);
 652
 653                 WARN_ON_ONCE(rrln < 0 && rrln > INT_MIN / 2);
 654         }
 655 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING */
 656 }
 657 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
 658
 659 /*
 660  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
 661  * the task is recorded in the rcu_preempt_ctrlblk structure, which is
 662  * checked elsewhere.  This is called from the scheduling-clock interrupt.
 663  *
 664  * Caller must disable hard irqs.
 665  */
 666 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
 667 {
 668         struct task_struct *t = current;
 669
 670         if (rcu_preempt_gp_in_progress() &&
 671             (!rcu_preempt_running_reader() ||
 672              !rcu_cpu_blocking_cur_gp()))
 673                 rcu_preempt_cpu_qs();
 674         if (&rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist !=
 675             rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail)
 676                 invoke_rcu_callbacks();
 677         if (rcu_preempt_gp_in_progress() &&
 678             rcu_cpu_blocking_cur_gp() &&
 679             rcu_preempt_running_reader() > 0)
 680                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
 681 }
 682
 683 /*
 684  * TINY_PREEMPT_RCU has an extra callback-list tail pointer to
 685  * update, so this is invoked from rcu_process_callbacks() to
 686  * handle that case.  Of course, it is invoked for all flavors of
 687  * RCU, but RCU callbacks can appear only on one of the lists, and
 688  * neither ->nexttail nor ->donetail can possibly be NULL, so there
 689  * is no need for an explicit check.
 690  */
 691 static void rcu_preempt_remove_callbacks(struct rcu_ctrlblk *rcp)
 692 {
 693         if (rcu_preempt_ctrlblk.nexttail == rcp->donetail)
 694                 rcu_preempt_ctrlblk.nexttail = &rcp->rcucblist;
 695 }
 696
 697 /*
 698  * Process callbacks for preemptible RCU.
 699  */
 700 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
 701 {
 702         __rcu_process_callbacks(&rcu_preempt_ctrlblk.rcb);
 703 }
 704
 705 /*
 706  * Queue a preemptible -RCU callback for invocation after a grace period.
 707  */
 708 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
 709 {
 710         unsigned long flags;
 711
 712         debug_rcu_head_queue(head);
 713         head->func = func;
 714         head->next = NULL;
 715
 716         local_irq_save(flags);
 717         *rcu_preempt_ctrlblk.nexttail = head;
 718         rcu_preempt_ctrlblk.nexttail = &head->next;
 719         RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.rcb.qlen++);
 720         rcu_preempt_start_gp();  /* checks to see if GP needed. */
 721         local_irq_restore(flags);
 722 }
 723 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
 724
 725 /*
 726  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
 727  *
 728  * Control will return to the caller some time after a full grace
 729  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
 730  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
 731  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
 732  * and may be nested.
 733  */
 734 void synchronize_rcu(void)
 735 {
 736         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
 737                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
 738                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
 739                            "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
 740
 741 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
 742         if (!rcu_scheduler_active)
 743                 return;
 744 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
 745
 746         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_running_reader());
 747         if (!rcu_preempt_blocked_readers_any())
 748                 return;
 749
 750         /* Once we get past the fastpath checks, same code as rcu_barrier(). */
 751         rcu_barrier();
 752 }
 753 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
 754
 755 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
 756 static unsigned long sync_rcu_preempt_exp_count;
 757 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
 758
 759 /*
 760  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
 761  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
 762  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
 763  * progress, returns zero unconditionally.
 764  */
 765 static int rcu_preempted_readers_exp(void)
 766 {
 767         return rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks != NULL;
 768 }
 769
 770 /*
 771  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
 772  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
 773  * grace period.
 774  */
 775 static void rcu_report_exp_done(void)
 776 {
 777         wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
 778 }
 779
 780 /*
 781  * Wait for an rcu-preempt grace period, but expedite it.  The basic idea
 782  * is to rely in the fact that there is but one CPU, and that it is
 783  * illegal for a task to invoke synchronize_rcu_expedited() while in a
 784  * preemptible-RCU read-side critical section.  Therefore, any such
 785  * critical sections must correspond to blocked tasks, which must therefore
 786  * be on the ->blkd_tasks list.  So just record the current head of the
 787  * list in the ->exp_tasks pointer, and wait for all tasks including and
 788  * after the task pointed to by ->exp_tasks to drain.
 789  */
 790 void synchronize_rcu_expedited(void)
 791 {
 792         unsigned long flags;
 793         struct rcu_preempt_ctrlblk *rpcp = &rcu_preempt_ctrlblk;
 794         unsigned long snap;
 795
 796         barrier(); /* ensure prior action seen before grace period. */
 797
 798         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_running_reader());
 799
 800         /*
 801          * Acquire lock so that there is only one preemptible RCU grace
 802          * period in flight.  Of course, if someone does the expedited
 803          * grace period for us while we are acquiring the lock, just leave.
 804          */
 805         snap = sync_rcu_preempt_exp_count + 1;
 806         mutex_lock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
 807         if (ULONG_CMP_LT(snap, sync_rcu_preempt_exp_count))
 808                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
 809
 810         local_irq_save(flags);
 811
 812         /*
 813          * All RCU readers have to already be on blkd_tasks because
 814          * we cannot legally be executing in an RCU read-side critical
 815          * section.
 816          */
 817
 818         /* Snapshot current head of ->blkd_tasks list. */
 819         rpcp->exp_tasks = rpcp->blkd_tasks.next;
 820         if (rpcp->exp_tasks == &rpcp->blkd_tasks)
 821                 rpcp->exp_tasks = NULL;
 822
 823         /* Wait for tail of ->blkd_tasks list to drain. */
 824         if (!rcu_preempted_readers_exp())
 825                 local_irq_restore(flags);
 826         else {
 827                 rcu_initiate_boost();
 828                 local_irq_restore(flags);
 829                 wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
 830                            !rcu_preempted_readers_exp());
 831         }
 832
 833         /* Clean up and exit. */
 834         barrier(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
 835         sync_rcu_preempt_exp_count++;
 836 unlock_mb_ret:
 837         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
 838         barrier(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
 839 }
 840 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
 841
 842 /*
 843  * Does preemptible RCU need the CPU to stay out of dynticks mode?
 844  */
 845 int rcu_preempt_needs_cpu(void)
 846 {
 847         if (!rcu_preempt_running_reader())
 848                 rcu_preempt_cpu_qs();
 849         return rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist != NULL;
 850 }
 851
 852 /*
 853  * Check for a task exiting while in a preemptible -RCU read-side
 854  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
 855  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
 856  * is enabled.
 857  */
 858 void exit_rcu(void)
 859 {
 860         struct task_struct *t = current;
 861
 862         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0)
 863                 return;
 864         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
 865         __rcu_read_unlock();
 866 }
 867
 868 #else /* #ifdef CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU */
 869
 870 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 871
 872 /*
 873  * Because preemptible RCU does not exist, it is not necessary to
 874  * dump out its statistics.
 875  */
 876 static void show_tiny_preempt_stats(struct seq_file *m)
 877 {
 878 }
 879
 880 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
 881
 882 /*
 883  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
 884  * to check.
 885  */
 886 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
 887 {
 888 }
 889
 890 /*
 891  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
 892  * to remove.
 893  */
 894 static void rcu_preempt_remove_callbacks(struct rcu_ctrlblk *rcp)
 895 {
 896 }
 897
 898 /*
 899  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
 900  * to process.
 901  */
 902 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
 903 {
 904 }
 905
 906 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU */
 907
 908 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 909
 910 /*
 911  * Wake up rcu_kthread() to process callbacks now eligible for invocation
 912  * or to boost readers.
 913  */
 914 static void invoke_rcu_callbacks(void)
 915 {
 916         have_rcu_kthread_work = 1;
 917         if (rcu_kthread_task != NULL)
 918                 wake_up(&rcu_kthread_wq);
 919 }
 920
 921 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 922
 923 /*
 924  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
 925  * Caller must have preemption disabled.
 926  */
 927 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
 928 {
 929         return rcu_kthread_task == current;
 930 }
 931
 932 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
 933
 934 /*
 935  * This kthread invokes RCU callbacks whose grace periods have
 936  * elapsed.  It is awakened as needed, and takes the place of the
 937  * RCU_SOFTIRQ that is used for this purpose when boosting is disabled.
 938  * This is a kthread, but it is never stopped, at least not until
 939  * the system goes down.
 940  */
 941 static int rcu_kthread(void *arg)
 942 {
 943         unsigned long work;
 944         unsigned long morework;
 945         unsigned long flags;
 946
 947         for (;;) {
 948                 wait_event_interruptible(rcu_kthread_wq,
 949                                          have_rcu_kthread_work != 0);
 950                 morework = rcu_boost();
 951                 local_irq_save(flags);
 952                 work = have_rcu_kthread_work;
 953                 have_rcu_kthread_work = morework;
 954                 local_irq_restore(flags);
 955                 if (work)
 956                         rcu_process_callbacks(NULL);
 957                 schedule_timeout_interruptible(1); /* Leave CPU for others. */
 958         }
 959
 960         return 0;  /* Not reached, but needed to shut gcc up. */
 961 }
 962
 963 /*
 964  * Spawn the kthread that invokes RCU callbacks.
 965  */
 966 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
 967 {
 968         struct sched_param sp;
 969
 970         rcu_kthread_task = kthread_run(rcu_kthread, NULL, "rcu_kthread");
 971         sp.sched_priority = RCU_BOOST_PRIO;
 972         sched_setscheduler_nocheck(rcu_kthread_task, SCHED_FIFO, &sp);
 973         return 0;
 974 }
 975 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);
 976
 977 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 978
 979 /* Hold off callback invocation until early_initcall() time. */
 980 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
 981
 982 /*
 983  * Start up softirq processing of callbacks.
 984  */
 985 void invoke_rcu_callbacks(void)
 986 {
 987         if (rcu_scheduler_fully_active)
 988                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
 989 }
 990
 991 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 992
 993 /*
 994  * There is no callback kthread, so this thread is never it.
 995  */
 996 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
 997 {
 998         return false;
 999 }
1000
1001 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1002
1003 static int __init rcu_scheduler_really_started(void)
1004 {
1005         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1006         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1007         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);  /* Invoke any callbacks from early boot. */
1008         return 0;
1009 }
1010 early_initcall(rcu_scheduler_really_started);
1011
1012 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1013
1014 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
1015 #include <linux/kernel_stat.h>
1016
1017 /*
1018  * During boot, we forgive RCU lockdep issues.  After this function is
1019  * invoked, we start taking RCU lockdep issues seriously.
1020  */
1021 void __init rcu_scheduler_starting(void)
1022 {
1023         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
1024         rcu_scheduler_active = 1;
1025 }
1026
1027 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
1028
1029 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
1030
1031 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
1032
1033 static void rcu_initiate_boost_trace(void)
1034 {
1035         if (list_empty(&rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks))
1036                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_blkd_tasks++;
1037         else if (rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks == NULL &&
1038                  rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
1039                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_exp_gp_tasks++;
1040         else if (rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks != NULL)
1041                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_boost_tasks++;
1042         else if (!ULONG_CMP_GE(jiffies, rcu_preempt_ctrlblk.boost_time))
1043                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_notyet++;
1044         else
1045                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_nos++;
1046 }
1047
1048 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1049
1050 static void rcu_trace_sub_qlen(struct rcu_ctrlblk *rcp, int n)
1051 {
1052         unsigned long flags;
1053
1054         raw_local_irq_save(flags);
1055         rcp->qlen -= n;
1056         raw_local_irq_restore(flags);
1057 }
1058
1059 /*
1060  * Dump statistics for TINY_RCU, such as they are.
1061  */
1062 static int show_tiny_stats(struct seq_file *m, void *unused)
1063 {
1064         show_tiny_preempt_stats(m);
1065         seq_printf(m, "rcu_sched: qlen: %ld\n", rcu_sched_ctrlblk.qlen);
1066         seq_printf(m, "rcu_bh: qlen: %ld\n", rcu_bh_ctrlblk.qlen);
1067         return 0;
1068 }
1069
1070 static int show_tiny_stats_open(struct inode *inode, struct file *file)
1071 {
1072         return single_open(file, show_tiny_stats, NULL);
1073 }
1074
1075 static const struct file_operations show_tiny_stats_fops = {
1076         .owner = THIS_MODULE,
1077         .open = show_tiny_stats_open,
1078         .read = seq_read,
1079         .llseek = seq_lseek,
1080         .release = single_release,
1081 };
1082
1083 static struct dentry *rcudir;
1084
1085 static int __init rcutiny_trace_init(void)
1086 {
1087         struct dentry *retval;
1088
1089         rcudir = debugfs_create_dir("rcu", NULL);
1090         if (!rcudir)
1091                 goto free_out;
1092         retval = debugfs_create_file("rcudata", 0444, rcudir,
1093                                      NULL, &show_tiny_stats_fops);
1094         if (!retval)
1095                 goto free_out;
1096         return 0;
1097 free_out:
1098         debugfs_remove_recursive(rcudir);
1099         return 1;
1100 }
1101
1102 static void __exit rcutiny_trace_cleanup(void)
1103 {
1104         debugfs_remove_recursive(rcudir);
1105 }
1106
1107 module_init(rcutiny_trace_init);
1108 module_exit(rcutiny_trace_cleanup);
1109
1110 MODULE_AUTHOR("Paul E. McKenney");
1111 MODULE_DESCRIPTION("Read-Copy Update tracing for tiny implementation");
1112 MODULE_LICENSE("GPL");
1113
1114 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */