rcu: Consolidate tree/tiny __rcu_read_{,un}lock() implementations
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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
29 #define RCU_KTHREAD_PRIO 1
30
31 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
32 #define RCU_BOOST_PRIO CONFIG_RCU_BOOST_PRIO
33 #else
34 #define RCU_BOOST_PRIO RCU_KTHREAD_PRIO
35 #endif
36
37 /*
38  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
39  * messages about anything out of the ordinary.  If you like #ifdef, you
40  * will love this function.
41  */
42 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
43 {
44 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
45         printk(KERN_INFO "\tRCU debugfs-based tracing is enabled.\n");
46 #endif
47 #if (defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 64) || (!defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 32)
48         printk(KERN_INFO "\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d\n",
49                CONFIG_RCU_FANOUT);
50 #endif
51 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
52         printk(KERN_INFO "\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
53 #endif
54 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
55         printk(KERN_INFO
56                "\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
57 #endif
58 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
59         printk(KERN_INFO "\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
60 #endif
61 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE
62         printk(KERN_INFO "\tRCU torture testing starts during boot.\n");
63 #endif
64 #if defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU) && !defined(CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE)
65         printk(KERN_INFO "\tDump stacks of tasks blocking RCU-preempt GP.\n");
66 #endif
67 #if defined(CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO)
68         printk(KERN_INFO "\tAdditional per-CPU info printed with stalls.\n");
69 #endif
70 #if NUM_RCU_LVL_4 != 0
71         printk(KERN_INFO "\tExperimental four-level hierarchy is enabled.\n");
72 #endif
73 }
74
75 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
76
77 struct rcu_state rcu_preempt_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt);
78 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_preempt_data);
79 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_preempt_state;
80
81 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp);
82
83 /*
84  * Tell them what RCU they are running.
85  */
86 static void __init rcu_bootup_announce(void)
87 {
88         printk(KERN_INFO "Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
89         rcu_bootup_announce_oddness();
90 }
91
92 /*
93  * Return the number of RCU-preempt batches processed thus far
94  * for debug and statistics.
95  */
96 long rcu_batches_completed_preempt(void)
97 {
98         return rcu_preempt_state.completed;
99 }
100 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_preempt);
101
102 /*
103  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
104  */
105 long rcu_batches_completed(void)
106 {
107         return rcu_batches_completed_preempt();
108 }
109 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
110
111 /*
112  * Force a quiescent state for preemptible RCU.
113  */
114 void rcu_force_quiescent_state(void)
115 {
116         force_quiescent_state(&rcu_preempt_state, 0);
117 }
118 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
119
120 /*
121  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
122  * that this just means that the task currently running on the CPU is
123  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
124  * while in an RCU read-side critical section.
125  *
126  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
127  * must disable irqs in order to protect the assignment to
128  * ->rcu_read_unlock_special.
129  */
130 static void rcu_preempt_qs(int cpu)
131 {
132         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
133
134         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
135         barrier();
136         if (rdp->passed_quiesce == 0)
137                 trace_rcu_grace_period("rcu_preempt", rdp->gpnum, "cpuqs");
138         rdp->passed_quiesce = 1;
139         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
140 }
141
142 /*
143  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
144  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
145  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
146  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
147  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
148  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
149  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
150  * predating the current grace period drain, in other words, until
151  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
152  *
153  * Caller must disable preemption.
154  */
155 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
156 {
157         struct task_struct *t = current;
158         unsigned long flags;
159         struct rcu_data *rdp;
160         struct rcu_node *rnp;
161
162         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
163             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
164
165                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
166                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_preempt_state.rda, cpu);
167                 rnp = rdp->mynode;
168                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
169                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
170                 t->rcu_blocked_node = rnp;
171
172                 /*
173                  * If this CPU has already checked in, then this task
174                  * will hold up the next grace period rather than the
175                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
176                  * If the task is queued for the current grace period
177                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
178                  * state for the current grace period), then as long
179                  * as that task remains queued, the current grace period
180                  * cannot end.  Note that there is some uncertainty as
181                  * to exactly when the current grace period started.
182                  * We take a conservative approach, which can result
183                  * in unnecessarily waiting on tasks that started very
184                  * slightly after the current grace period began.  C'est
185                  * la vie!!!
186                  *
187                  * But first, note that the current CPU must still be
188                  * on line!
189                  */
190                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) == 0);
191                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
192                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && rnp->gp_tasks != NULL) {
193                         list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks->prev);
194                         rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
195 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
196                         if (rnp->boost_tasks != NULL)
197                                 rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
198 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
199                 } else {
200                         list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
201                         if (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
202                                 rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
203                 }
204                 trace_rcu_preempt_task(rdp->rsp->name,
205                                        t->pid,
206                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
207                                        ? rnp->gpnum
208                                        : rnp->gpnum + 1);
209                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
210         } else if (t->rcu_read_lock_nesting < 0 &&
211                    t->rcu_read_unlock_special) {
212
213                 /*
214                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
215                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
216                  */
217                 rcu_read_unlock_special(t);
218         }
219
220         /*
221          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
222          * begin with, or we have now recorded that critical section
223          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
224          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
225          * section, and if that critical section was blocking the current
226          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
227          * means that we continue to block the current grace period.
228          */
229         local_irq_save(flags);
230         rcu_preempt_qs(cpu);
231         local_irq_restore(flags);
232 }
233
234 /*
235  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
236  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
237  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
238  */
239 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
240 {
241         return rnp->gp_tasks != NULL;
242 }
243
244 /*
245  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
246  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
247  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
248  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
249  * disabled.
250  */
251 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
252         __releases(rnp->lock)
253 {
254         unsigned long mask;
255         struct rcu_node *rnp_p;
256
257         if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
258                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
259                 return;  /* Still need more quiescent states! */
260         }
261
262         rnp_p = rnp->parent;
263         if (rnp_p == NULL) {
264                 /*
265                  * Either there is only one rcu_node in the tree,
266                  * or tasks were kicked up to root rcu_node due to
267                  * CPUs going offline.
268                  */
269                 rcu_report_qs_rsp(&rcu_preempt_state, flags);
270                 return;
271         }
272
273         /* Report up the rest of the hierarchy. */
274         mask = rnp->grpmask;
275         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
276         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
277         rcu_report_qs_rnp(mask, &rcu_preempt_state, rnp_p, flags);
278 }
279
280 /*
281  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
282  * returning NULL if at the end of the list.
283  */
284 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
285                                              struct rcu_node *rnp)
286 {
287         struct list_head *np;
288
289         np = t->rcu_node_entry.next;
290         if (np == &rnp->blkd_tasks)
291                 np = NULL;
292         return np;
293 }
294
295 /*
296  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
297  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
298  * read-side critical section.
299  */
300 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
301 {
302         int empty;
303         int empty_exp;
304         int empty_exp_now;
305         unsigned long flags;
306         struct list_head *np;
307 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
308         struct rt_mutex *rbmp = NULL;
309 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
310         struct rcu_node *rnp;
311         int special;
312
313         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
314         if (in_nmi())
315                 return;
316
317         local_irq_save(flags);
318
319         /*
320          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
321          * let it know that we have done so.
322          */
323         special = t->rcu_read_unlock_special;
324         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS) {
325                 rcu_preempt_qs(smp_processor_id());
326         }
327
328         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
329         if (in_irq() || in_serving_softirq()) {
330                 local_irq_restore(flags);
331                 return;
332         }
333
334         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
335         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
336                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
337
338                 /*
339                  * Remove this task from the list it blocked on.  The
340                  * task can migrate while we acquire the lock, but at
341                  * most one time.  So at most two passes through loop.
342                  */
343                 for (;;) {
344                         rnp = t->rcu_blocked_node;
345                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
346                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
347                                 break;
348                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
349                 }
350                 empty = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
351                 empty_exp = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
352                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
353                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
354                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
355                 t->rcu_blocked_node = NULL;
356                 trace_rcu_unlock_preempted_task("rcu_preempt",
357                                                 rnp->gpnum, t->pid);
358                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
359                         rnp->gp_tasks = np;
360                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
361                         rnp->exp_tasks = np;
362 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
363                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
364                         rnp->boost_tasks = np;
365                 /* Snapshot/clear ->rcu_boost_mutex with rcu_node lock held. */
366                 if (t->rcu_boost_mutex) {
367                         rbmp = t->rcu_boost_mutex;
368                         t->rcu_boost_mutex = NULL;
369                 }
370 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
371
372                 /*
373                  * If this was the last task on the current list, and if
374                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
375                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
376                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
377                  */
378                 empty_exp_now = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
379                 if (!empty && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
380                         trace_rcu_quiescent_state_report("preempt_rcu",
381                                                          rnp->gpnum,
382                                                          0, rnp->qsmask,
383                                                          rnp->level,
384                                                          rnp->grplo,
385                                                          rnp->grphi,
386                                                          !!rnp->gp_tasks);
387                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
388                 } else
389                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
390
391 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
392                 /* Unboost if we were boosted. */
393                 if (rbmp)
394                         rt_mutex_unlock(rbmp);
395 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
396
397                 /*
398                  * If this was the last task on the expedited lists,
399                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
400                  */
401                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
402                         rcu_report_exp_rnp(&rcu_preempt_state, rnp, true);
403         } else {
404                 local_irq_restore(flags);
405         }
406 }
407
408 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE
409
410 /*
411  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
412  * grace period on the specified rcu_node structure.
413  */
414 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
415 {
416         unsigned long flags;
417         struct task_struct *t;
418
419         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
420                 return;
421         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
422         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
423                        struct task_struct, rcu_node_entry);
424         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry)
425                 sched_show_task(t);
426         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
427 }
428
429 /*
430  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
431  * grace period.
432  */
433 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
434 {
435         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
436
437         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
438         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
439                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
440 }
441
442 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
443
444 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
445 {
446 }
447
448 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
449
450 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
451
452 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
453 {
454         printk(KERN_ERR "\tTasks blocked on level-%d rcu_node (CPUs %d-%d):",
455                rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi);
456 }
457
458 static void rcu_print_task_stall_end(void)
459 {
460         printk(KERN_CONT "\n");
461 }
462
463 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
464
465 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
466 {
467 }
468
469 static void rcu_print_task_stall_end(void)
470 {
471 }
472
473 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
474
475 /*
476  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
477  * sections, printing out the tid of each.
478  */
479 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
480 {
481         struct task_struct *t;
482         int ndetected = 0;
483
484         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
485                 return 0;
486         rcu_print_task_stall_begin(rnp);
487         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
488                        struct task_struct, rcu_node_entry);
489         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
490                 printk(KERN_CONT " P%d", t->pid);
491                 ndetected++;
492         }
493         rcu_print_task_stall_end();
494         return ndetected;
495 }
496
497 /*
498  * Suppress preemptible RCU's CPU stall warnings by pushing the
499  * time of the next stall-warning message comfortably far into the
500  * future.
501  */
502 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
503 {
504         rcu_preempt_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
505 }
506
507 /*
508  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
509  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
510  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
511  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
512  * must be held by the caller.
513  *
514  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
515  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
516  */
517 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
518 {
519         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
520         if (!list_empty(&rnp->blkd_tasks))
521                 rnp->gp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
522         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
523 }
524
525 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
526
527 /*
528  * Handle tasklist migration for case in which all CPUs covered by the
529  * specified rcu_node have gone offline.  Move them up to the root
530  * rcu_node.  The reason for not just moving them to the immediate
531  * parent is to remove the need for rcu_read_unlock_special() to
532  * make more than two attempts to acquire the target rcu_node's lock.
533  * Returns true if there were tasks blocking the current RCU grace
534  * period.
535  *
536  * Returns 1 if there was previously a task blocking the current grace
537  * period on the specified rcu_node structure.
538  *
539  * The caller must hold rnp->lock with irqs disabled.
540  */
541 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
542                                      struct rcu_node *rnp,
543                                      struct rcu_data *rdp)
544 {
545         struct list_head *lp;
546         struct list_head *lp_root;
547         int retval = 0;
548         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
549         struct task_struct *t;
550
551         if (rnp == rnp_root) {
552                 WARN_ONCE(1, "Last CPU thought to be offlined?");
553                 return 0;  /* Shouldn't happen: at least one CPU online. */
554         }
555
556         /* If we are on an internal node, complain bitterly. */
557         WARN_ON_ONCE(rnp != rdp->mynode);
558
559         /*
560          * Move tasks up to root rcu_node.  Don't try to get fancy for
561          * this corner-case operation -- just put this node's tasks
562          * at the head of the root node's list, and update the root node's
563          * ->gp_tasks and ->exp_tasks pointers to those of this node's,
564          * if non-NULL.  This might result in waiting for more tasks than
565          * absolutely necessary, but this is a good performance/complexity
566          * tradeoff.
567          */
568         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->qsmask == 0)
569                 retval |= RCU_OFL_TASKS_NORM_GP;
570         if (rcu_preempted_readers_exp(rnp))
571                 retval |= RCU_OFL_TASKS_EXP_GP;
572         lp = &rnp->blkd_tasks;
573         lp_root = &rnp_root->blkd_tasks;
574         while (!list_empty(lp)) {
575                 t = list_entry(lp->next, typeof(*t), rcu_node_entry);
576                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
577                 list_del(&t->rcu_node_entry);
578                 t->rcu_blocked_node = rnp_root;
579                 list_add(&t->rcu_node_entry, lp_root);
580                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
581                         rnp_root->gp_tasks = rnp->gp_tasks;
582                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
583                         rnp_root->exp_tasks = rnp->exp_tasks;
584 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
585                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
586                         rnp_root->boost_tasks = rnp->boost_tasks;
587 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
588                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
589         }
590
591 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
592         /* In case root is being boosted and leaf is not. */
593         raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
594         if (rnp_root->boost_tasks != NULL &&
595             rnp_root->boost_tasks != rnp_root->gp_tasks)
596                 rnp_root->boost_tasks = rnp_root->gp_tasks;
597         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
598 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
599
600         rnp->gp_tasks = NULL;
601         rnp->exp_tasks = NULL;
602         return retval;
603 }
604
605 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
606
607 /*
608  * Do CPU-offline processing for preemptible RCU.
609  */
610 static void rcu_preempt_cleanup_dead_cpu(int cpu)
611 {
612         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_preempt_state);
613 }
614
615 /*
616  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
617  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
618  * which is checked elsewhere.
619  *
620  * Caller must disable hard irqs.
621  */
622 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
623 {
624         struct task_struct *t = current;
625
626         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
627                 rcu_preempt_qs(cpu);
628                 return;
629         }
630         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
631             per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).qs_pending)
632                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
633 }
634
635 /*
636  * Process callbacks for preemptible RCU.
637  */
638 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
639 {
640         __rcu_process_callbacks(&rcu_preempt_state,
641                                 &__get_cpu_var(rcu_preempt_data));
642 }
643
644 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
645
646 static void rcu_preempt_do_callbacks(void)
647 {
648         rcu_do_batch(&rcu_preempt_state, &__get_cpu_var(rcu_preempt_data));
649 }
650
651 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
652
653 /*
654  * Queue a preemptible-RCU callback for invocation after a grace period.
655  */
656 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
657 {
658         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, 0);
659 }
660 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
661
662 /*
663  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
664  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
665  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
666  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
667  * function may only be called from __kfree_rcu().
668  */
669 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
670                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
671 {
672         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, 1);
673 }
674 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
675
676 /**
677  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
678  *
679  * Control will return to the caller some time after a full grace
680  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
681  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
682  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
683  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
684  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
685  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
686  */
687 void synchronize_rcu(void)
688 {
689         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
690                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
691                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
692                            "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
693         if (!rcu_scheduler_active)
694                 return;
695         wait_rcu_gp(call_rcu);
696 }
697 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
698
699 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
700 static long sync_rcu_preempt_exp_count;
701 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
702
703 /*
704  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
705  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
706  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
707  * progress, returns zero unconditionally.
708  */
709 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp)
710 {
711         return rnp->exp_tasks != NULL;
712 }
713
714 /*
715  * return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
716  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
717  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
718  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
719  * RCU -- other RCU implementation use other means.
720  *
721  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
722  */
723 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
724 {
725         return !rcu_preempted_readers_exp(rnp) &&
726                ACCESS_ONCE(rnp->expmask) == 0;
727 }
728
729 /*
730  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
731  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
732  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
733  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
734  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
735  * iteratively!)
736  *
737  * Most callers will set the "wake" flag, but the task initiating the
738  * expedited grace period need not wake itself.
739  *
740  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
741  */
742 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
743                                bool wake)
744 {
745         unsigned long flags;
746         unsigned long mask;
747
748         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
749         for (;;) {
750                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
751                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
752                         break;
753                 }
754                 if (rnp->parent == NULL) {
755                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
756                         if (wake)
757                                 wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
758                         break;
759                 }
760                 mask = rnp->grpmask;
761                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
762                 rnp = rnp->parent;
763                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
764                 rnp->expmask &= ~mask;
765         }
766 }
767
768 /*
769  * Snapshot the tasks blocking the newly started preemptible-RCU expedited
770  * grace period for the specified rcu_node structure.  If there are no such
771  * tasks, report it up the rcu_node hierarchy.
772  *
773  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex and rsp->onofflock.
774  */
775 static void
776 sync_rcu_preempt_exp_init(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
777 {
778         unsigned long flags;
779         int must_wait = 0;
780
781         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
782         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks))
783                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
784         else {
785                 rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
786                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);  /* releases rnp->lock */
787                 must_wait = 1;
788         }
789         if (!must_wait)
790                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, false); /* Don't wake self. */
791 }
792
793 /**
794  * synchronize_rcu_expedited - Brute-force RCU grace period
795  *
796  * Wait for an RCU-preempt grace period, but expedite it.  The basic
797  * idea is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
798  * the ->blkd_tasks lists and wait for this list to drain.  This consumes
799  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
800  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.
801  * In fact, if you are using synchronize_rcu_expedited() in a loop,
802  * please restructure your code to batch your updates, and then Use a
803  * single synchronize_rcu() instead.
804  *
805  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
806  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
807  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
808  * these restriction will result in deadlock.
809  */
810 void synchronize_rcu_expedited(void)
811 {
812         unsigned long flags;
813         struct rcu_node *rnp;
814         struct rcu_state *rsp = &rcu_preempt_state;
815         long snap;
816         int trycount = 0;
817
818         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
819         snap = ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) + 1;
820         smp_mb(); /* Above access cannot bleed into critical section. */
821
822         /*
823          * Acquire lock, falling back to synchronize_rcu() if too many
824          * lock-acquisition failures.  Of course, if someone does the
825          * expedited grace period for us, just leave.
826          */
827         while (!mutex_trylock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex)) {
828                 if (trycount++ < 10)
829                         udelay(trycount * num_online_cpus());
830                 else {
831                         synchronize_rcu();
832                         return;
833                 }
834                 if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
835                         goto mb_ret; /* Others did our work for us. */
836         }
837         if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
838                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
839
840         /* force all RCU readers onto ->blkd_tasks lists. */
841         synchronize_sched_expedited();
842
843         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
844
845         /* Initialize ->expmask for all non-leaf rcu_node structures. */
846         rcu_for_each_nonleaf_node_breadth_first(rsp, rnp) {
847                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
848                 rnp->expmask = rnp->qsmaskinit;
849                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
850         }
851
852         /* Snapshot current state of ->blkd_tasks lists. */
853         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
854                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rnp);
855         if (NUM_RCU_NODES > 1)
856                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rcu_get_root(rsp));
857
858         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
859
860         /* Wait for snapshotted ->blkd_tasks lists to drain. */
861         rnp = rcu_get_root(rsp);
862         wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
863                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp));
864
865         /* Clean up and exit. */
866         smp_mb(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
867         ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count)++;
868 unlock_mb_ret:
869         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
870 mb_ret:
871         smp_mb(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
872 }
873 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
874
875 /*
876  * Check to see if there is any immediate preemptible-RCU-related work
877  * to be done.
878  */
879 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
880 {
881         return __rcu_pending(&rcu_preempt_state,
882                              &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu));
883 }
884
885 /*
886  * Does preemptible RCU have callbacks on this CPU?
887  */
888 static int rcu_preempt_cpu_has_callbacks(int cpu)
889 {
890         return !!per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).nxtlist;
891 }
892
893 /**
894  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
895  */
896 void rcu_barrier(void)
897 {
898         _rcu_barrier(&rcu_preempt_state, call_rcu);
899 }
900 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
901
902 /*
903  * Initialize preemptible RCU's per-CPU data.
904  */
905 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
906 {
907         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_preempt_state, 1);
908 }
909
910 /*
911  * Move preemptible RCU's callbacks from dying CPU to other online CPU
912  * and record a quiescent state.
913  */
914 static void rcu_preempt_cleanup_dying_cpu(void)
915 {
916         rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_preempt_state);
917 }
918
919 /*
920  * Initialize preemptible RCU's state structures.
921  */
922 static void __init __rcu_init_preempt(void)
923 {
924         rcu_init_one(&rcu_preempt_state, &rcu_preempt_data);
925 }
926
927 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
928
929 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_sched_state;
930
931 /*
932  * Tell them what RCU they are running.
933  */
934 static void __init rcu_bootup_announce(void)
935 {
936         printk(KERN_INFO "Hierarchical RCU implementation.\n");
937         rcu_bootup_announce_oddness();
938 }
939
940 /*
941  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
942  */
943 long rcu_batches_completed(void)
944 {
945         return rcu_batches_completed_sched();
946 }
947 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
948
949 /*
950  * Force a quiescent state for RCU, which, because there is no preemptible
951  * RCU, becomes the same as rcu-sched.
952  */
953 void rcu_force_quiescent_state(void)
954 {
955         rcu_sched_force_quiescent_state();
956 }
957 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
958
959 /*
960  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
961  * CPUs being in quiescent states.
962  */
963 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
964 {
965 }
966
967 /*
968  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
969  * RCU readers.
970  */
971 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
972 {
973         return 0;
974 }
975
976 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
977
978 /* Because preemptible RCU does not exist, no quieting of tasks. */
979 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
980 {
981         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
982 }
983
984 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
985
986 /*
987  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
988  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
989  */
990 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
991 {
992 }
993
994 /*
995  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
996  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
997  */
998 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
999 {
1000         return 0;
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Because preemptible RCU does not exist, there is no need to suppress
1005  * its CPU stall warnings.
1006  */
1007 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
1008 {
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
1013  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
1014  * bogus qsmask values.
1015  */
1016 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
1017 {
1018         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1019 }
1020
1021 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1022
1023 /*
1024  * Because preemptible RCU does not exist, it never needs to migrate
1025  * tasks that were blocked within RCU read-side critical sections, and
1026  * such non-existent tasks cannot possibly have been blocking the current
1027  * grace period.
1028  */
1029 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
1030                                      struct rcu_node *rnp,
1031                                      struct rcu_data *rdp)
1032 {
1033         return 0;
1034 }
1035
1036 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1037
1038 /*
1039  * Because preemptible RCU does not exist, it never needs CPU-offline
1040  * processing.
1041  */
1042 static void rcu_preempt_cleanup_dead_cpu(int cpu)
1043 {
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
1048  * to check.
1049  */
1050 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
1051 {
1052 }
1053
1054 /*
1055  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
1056  * to process.
1057  */
1058 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
1059 {
1060 }
1061
1062 /*
1063  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
1064  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
1065  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
1066  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
1067  * function may only be called from __kfree_rcu().
1068  *
1069  * Because there is no preemptible RCU, we use RCU-sched instead.
1070  */
1071 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
1072                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1073 {
1074         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 1);
1075 }
1076 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
1077
1078 /*
1079  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
1080  * But because preemptible RCU does not exist, map to rcu-sched.
1081  */
1082 void synchronize_rcu_expedited(void)
1083 {
1084         synchronize_sched_expedited();
1085 }
1086 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
1087
1088 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1089
1090 /*
1091  * Because preemptible RCU does not exist, there is never any need to
1092  * report on tasks preempted in RCU read-side critical sections during
1093  * expedited RCU grace periods.
1094  */
1095 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1096                                bool wake)
1097 {
1098 }
1099
1100 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1101
1102 /*
1103  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any work to do.
1104  */
1105 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
1106 {
1107         return 0;
1108 }
1109
1110 /*
1111  * Because preemptible RCU does not exist, it never has callbacks
1112  */
1113 static int rcu_preempt_cpu_has_callbacks(int cpu)
1114 {
1115         return 0;
1116 }
1117
1118 /*
1119  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
1120  * another name for rcu_barrier_sched().
1121  */
1122 void rcu_barrier(void)
1123 {
1124         rcu_barrier_sched();
1125 }
1126 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
1127
1128 /*
1129  * Because preemptible RCU does not exist, there is no per-CPU
1130  * data to initialize.
1131  */
1132 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
1133 {
1134 }
1135
1136 /*
1137  * Because there is no preemptible RCU, there is no cleanup to do.
1138  */
1139 static void rcu_preempt_cleanup_dying_cpu(void)
1140 {
1141 }
1142
1143 /*
1144  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
1145  */
1146 static void __init __rcu_init_preempt(void)
1147 {
1148 }
1149
1150 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1151
1152 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
1153
1154 #include "rtmutex_common.h"
1155
1156 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
1157
1158 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1159 {
1160         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks))
1161                 rnp->n_balk_blkd_tasks++;
1162         else if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->gp_tasks == NULL)
1163                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1164         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->boost_tasks != NULL)
1165                 rnp->n_balk_boost_tasks++;
1166         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->qsmask != 0)
1167                 rnp->n_balk_notblocked++;
1168         else if (rnp->gp_tasks != NULL &&
1169                  ULONG_CMP_LT(jiffies, rnp->boost_time))
1170                 rnp->n_balk_notyet++;
1171         else
1172                 rnp->n_balk_nos++;
1173 }
1174
1175 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1176
1177 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1178 {
1179 }
1180
1181 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1182
1183 /*
1184  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
1185  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
1186  * ->blkd_tasks list.
1187  *
1188  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
1189  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
1190  */
1191 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
1192 {
1193         unsigned long flags;
1194         struct rt_mutex mtx;
1195         struct task_struct *t;
1196         struct list_head *tb;
1197
1198         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL)
1199                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
1200
1201         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1202
1203         /*
1204          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
1205          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
1206          */
1207         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
1208                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1209                 return 0;
1210         }
1211
1212         /*
1213          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
1214          * This cannot starve the normal grace periods because a second
1215          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
1216          * those blocking the pre-existing normal grace period.
1217          */
1218         if (rnp->exp_tasks != NULL) {
1219                 tb = rnp->exp_tasks;
1220                 rnp->n_exp_boosts++;
1221         } else {
1222                 tb = rnp->boost_tasks;
1223                 rnp->n_normal_boosts++;
1224         }
1225         rnp->n_tasks_boosted++;
1226
1227         /*
1228          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
1229          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
1230          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
1231          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
1232          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
1233          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
1234          *
1235          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
1236          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
1237          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
1238          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
1239          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
1240          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
1241          * section.
1242          */
1243         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
1244         rt_mutex_init_proxy_locked(&mtx, t);
1245         t->rcu_boost_mutex = &mtx;
1246         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1247         rt_mutex_lock(&mtx);  /* Side effect: boosts task t's priority. */
1248         rt_mutex_unlock(&mtx);  /* Keep lockdep happy. */
1249
1250         return ACCESS_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
1251                ACCESS_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Timer handler to initiate waking up of boost kthreads that
1256  * have yielded the CPU due to excessive numbers of tasks to
1257  * boost.  We wake up the per-rcu_node kthread, which in turn
1258  * will wake up the booster kthread.
1259  */
1260 static void rcu_boost_kthread_timer(unsigned long arg)
1261 {
1262         invoke_rcu_node_kthread((struct rcu_node *)arg);
1263 }
1264
1265 /*
1266  * Priority-boosting kthread.  One per leaf rcu_node and one for the
1267  * root rcu_node.
1268  */
1269 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1270 {
1271         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1272         int spincnt = 0;
1273         int more2boost;
1274
1275         trace_rcu_utilization("Start boost kthread@init");
1276         for (;;) {
1277                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1278                 trace_rcu_utilization("End boost kthread@rcu_wait");
1279                 rcu_wait(rnp->boost_tasks || rnp->exp_tasks);
1280                 trace_rcu_utilization("Start boost kthread@rcu_wait");
1281                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1282                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1283                 if (more2boost)
1284                         spincnt++;
1285                 else
1286                         spincnt = 0;
1287                 if (spincnt > 10) {
1288                         trace_rcu_utilization("End boost kthread@rcu_yield");
1289                         rcu_yield(rcu_boost_kthread_timer, (unsigned long)rnp);
1290                         trace_rcu_utilization("Start boost kthread@rcu_yield");
1291                         spincnt = 0;
1292                 }
1293         }
1294         /* NOTREACHED */
1295         trace_rcu_utilization("End boost kthread@notreached");
1296         return 0;
1297 }
1298
1299 /*
1300  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1301  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1302  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1303  * period in progress, it is always time to boost.
1304  *
1305  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases,
1306  * but irqs remain disabled.  The ->boost_kthread_task is immortal,
1307  * so we don't need to worry about it going away.
1308  */
1309 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1310 {
1311         struct task_struct *t;
1312
1313         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1314                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1315                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1316                 return;
1317         }
1318         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1319             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1320              rnp->boost_tasks == NULL &&
1321              rnp->qsmask == 0 &&
1322              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
1323                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1324                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
1325                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1326                 t = rnp->boost_kthread_task;
1327                 if (t != NULL)
1328                         wake_up_process(t);
1329         } else {
1330                 rcu_initiate_boost_trace(rnp);
1331                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1332         }
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Wake up the per-CPU kthread to invoke RCU callbacks.
1337  */
1338 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1339 {
1340         unsigned long flags;
1341
1342         local_irq_save(flags);
1343         __this_cpu_write(rcu_cpu_has_work, 1);
1344         if (__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) != NULL &&
1345             current != __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task))
1346                 wake_up_process(__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task));
1347         local_irq_restore(flags);
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1352  * Caller must have preemption disabled.
1353  */
1354 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1355 {
1356         return __get_cpu_var(rcu_cpu_kthread_task) == current;
1357 }
1358
1359 /*
1360  * Set the affinity of the boost kthread.  The CPU-hotplug locks are
1361  * held, so no one should be messing with the existence of the boost
1362  * kthread.
1363  */
1364 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp,
1365                                           cpumask_var_t cm)
1366 {
1367         struct task_struct *t;
1368
1369         t = rnp->boost_kthread_task;
1370         if (t != NULL)
1371                 set_cpus_allowed_ptr(rnp->boost_kthread_task, cm);
1372 }
1373
1374 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1375
1376 /*
1377  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1378  */
1379 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1380 {
1381         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1386  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1387  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1388  */
1389 static int __cpuinit rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1390                                                  struct rcu_node *rnp,
1391                                                  int rnp_index)
1392 {
1393         unsigned long flags;
1394         struct sched_param sp;
1395         struct task_struct *t;
1396
1397         if (&rcu_preempt_state != rsp)
1398                 return 0;
1399         rsp->boost = 1;
1400         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1401                 return 0;
1402         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1403                            "rcub/%d", rnp_index);
1404         if (IS_ERR(t))
1405                 return PTR_ERR(t);
1406         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1407         rnp->boost_kthread_task = t;
1408         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1409         sp.sched_priority = RCU_BOOST_PRIO;
1410         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1411         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1412         return 0;
1413 }
1414
1415 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1416
1417 /*
1418  * Stop the RCU's per-CPU kthread when its CPU goes offline,.
1419  */
1420 static void rcu_stop_cpu_kthread(int cpu)
1421 {
1422         struct task_struct *t;
1423
1424         /* Stop the CPU's kthread. */
1425         t = per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu);
1426         if (t != NULL) {
1427                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) = NULL;
1428                 kthread_stop(t);
1429         }
1430 }
1431
1432 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1433
1434 static void rcu_kthread_do_work(void)
1435 {
1436         rcu_do_batch(&rcu_sched_state, &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1437         rcu_do_batch(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1438         rcu_preempt_do_callbacks();
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Wake up the specified per-rcu_node-structure kthread.
1443  * Because the per-rcu_node kthreads are immortal, we don't need
1444  * to do anything to keep them alive.
1445  */
1446 static void invoke_rcu_node_kthread(struct rcu_node *rnp)
1447 {
1448         struct task_struct *t;
1449
1450         t = rnp->node_kthread_task;
1451         if (t != NULL)
1452                 wake_up_process(t);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Set the specified CPU's kthread to run RT or not, as specified by
1457  * the to_rt argument.  The CPU-hotplug locks are held, so the task
1458  * is not going away.
1459  */
1460 static void rcu_cpu_kthread_setrt(int cpu, int to_rt)
1461 {
1462         int policy;
1463         struct sched_param sp;
1464         struct task_struct *t;
1465
1466         t = per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu);
1467         if (t == NULL)
1468                 return;
1469         if (to_rt) {
1470                 policy = SCHED_FIFO;
1471                 sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1472         } else {
1473                 policy = SCHED_NORMAL;
1474                 sp.sched_priority = 0;
1475         }
1476         sched_setscheduler_nocheck(t, policy, &sp);
1477 }
1478
1479 /*
1480  * Timer handler to initiate the waking up of per-CPU kthreads that
1481  * have yielded the CPU due to excess numbers of RCU callbacks.
1482  * We wake up the per-rcu_node kthread, which in turn will wake up
1483  * the booster kthread.
1484  */
1485 static void rcu_cpu_kthread_timer(unsigned long arg)
1486 {
1487         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, arg);
1488         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1489
1490         atomic_or(rdp->grpmask, &rnp->wakemask);
1491         invoke_rcu_node_kthread(rnp);
1492 }
1493
1494 /*
1495  * Drop to non-real-time priority and yield, but only after posting a
1496  * timer that will cause us to regain our real-time priority if we
1497  * remain preempted.  Either way, we restore our real-time priority
1498  * before returning.
1499  */
1500 static void rcu_yield(void (*f)(unsigned long), unsigned long arg)
1501 {
1502         struct sched_param sp;
1503         struct timer_list yield_timer;
1504         int prio = current->rt_priority;
1505
1506         setup_timer_on_stack(&yield_timer, f, arg);
1507         mod_timer(&yield_timer, jiffies + 2);
1508         sp.sched_priority = 0;
1509         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_NORMAL, &sp);
1510         set_user_nice(current, 19);
1511         schedule();
1512         set_user_nice(current, 0);
1513         sp.sched_priority = prio;
1514         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1515         del_timer(&yield_timer);
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Handle cases where the rcu_cpu_kthread() ends up on the wrong CPU.
1520  * This can happen while the corresponding CPU is either coming online
1521  * or going offline.  We cannot wait until the CPU is fully online
1522  * before starting the kthread, because the various notifier functions
1523  * can wait for RCU grace periods.  So we park rcu_cpu_kthread() until
1524  * the corresponding CPU is online.
1525  *
1526  * Return 1 if the kthread needs to stop, 0 otherwise.
1527  *
1528  * Caller must disable bh.  This function can momentarily enable it.
1529  */
1530 static int rcu_cpu_kthread_should_stop(int cpu)
1531 {
1532         while (cpu_is_offline(cpu) ||
1533                !cpumask_equal(&current->cpus_allowed, cpumask_of(cpu)) ||
1534                smp_processor_id() != cpu) {
1535                 if (kthread_should_stop())
1536                         return 1;
1537                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
1538                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_cpu, cpu) = raw_smp_processor_id();
1539                 local_bh_enable();
1540                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1541                 if (!cpumask_equal(&current->cpus_allowed, cpumask_of(cpu)))
1542                         set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(cpu));
1543                 local_bh_disable();
1544         }
1545         per_cpu(rcu_cpu_kthread_cpu, cpu) = cpu;
1546         return 0;
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1551  * RCU softirq used in flavors and configurations of RCU that do not
1552  * support RCU priority boosting.
1553  */
1554 static int rcu_cpu_kthread(void *arg)
1555 {
1556         int cpu = (int)(long)arg;
1557         unsigned long flags;
1558         int spincnt = 0;
1559         unsigned int *statusp = &per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu);
1560         char work;
1561         char *workp = &per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu);
1562
1563         trace_rcu_utilization("Start CPU kthread@init");
1564         for (;;) {
1565                 *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1566                 trace_rcu_utilization("End CPU kthread@rcu_wait");
1567                 rcu_wait(*workp != 0 || kthread_should_stop());
1568                 trace_rcu_utilization("Start CPU kthread@rcu_wait");
1569                 local_bh_disable();
1570                 if (rcu_cpu_kthread_should_stop(cpu)) {
1571                         local_bh_enable();
1572                         break;
1573                 }
1574                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1575                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_loops, cpu)++;
1576                 local_irq_save(flags);
1577                 work = *workp;
1578                 *workp = 0;
1579                 local_irq_restore(flags);
1580                 if (work)
1581                         rcu_kthread_do_work();
1582                 local_bh_enable();
1583                 if (*workp != 0)
1584                         spincnt++;
1585                 else
1586                         spincnt = 0;
1587                 if (spincnt > 10) {
1588                         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1589                         trace_rcu_utilization("End CPU kthread@rcu_yield");
1590                         rcu_yield(rcu_cpu_kthread_timer, (unsigned long)cpu);
1591                         trace_rcu_utilization("Start CPU kthread@rcu_yield");
1592                         spincnt = 0;
1593                 }
1594         }
1595         *statusp = RCU_KTHREAD_STOPPED;
1596         trace_rcu_utilization("End CPU kthread@term");
1597         return 0;
1598 }
1599
1600 /*
1601  * Spawn a per-CPU kthread, setting up affinity and priority.
1602  * Because the CPU hotplug lock is held, no other CPU will be attempting
1603  * to manipulate rcu_cpu_kthread_task.  There might be another CPU
1604  * attempting to access it during boot, but the locking in kthread_bind()
1605  * will enforce sufficient ordering.
1606  *
1607  * Please note that we cannot simply refuse to wake up the per-CPU
1608  * kthread because kthreads are created in TASK_UNINTERRUPTIBLE state,
1609  * which can result in softlockup complaints if the task ends up being
1610  * idle for more than a couple of minutes.
1611  *
1612  * However, please note also that we cannot bind the per-CPU kthread to its
1613  * CPU until that CPU is fully online.  We also cannot wait until the
1614  * CPU is fully online before we create its per-CPU kthread, as this would
1615  * deadlock the system when CPU notifiers tried waiting for grace
1616  * periods.  So we bind the per-CPU kthread to its CPU only if the CPU
1617  * is online.  If its CPU is not yet fully online, then the code in
1618  * rcu_cpu_kthread() will wait until it is fully online, and then do
1619  * the binding.
1620  */
1621 static int __cpuinit rcu_spawn_one_cpu_kthread(int cpu)
1622 {
1623         struct sched_param sp;
1624         struct task_struct *t;
1625
1626         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
1627             per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) != NULL)
1628                 return 0;
1629         t = kthread_create_on_node(rcu_cpu_kthread,
1630                                    (void *)(long)cpu,
1631                                    cpu_to_node(cpu),
1632                                    "rcuc/%d", cpu);
1633         if (IS_ERR(t))
1634                 return PTR_ERR(t);
1635         if (cpu_online(cpu))
1636                 kthread_bind(t, cpu);
1637         per_cpu(rcu_cpu_kthread_cpu, cpu) = cpu;
1638         WARN_ON_ONCE(per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) != NULL);
1639         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1640         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1641         per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) = t;
1642         wake_up_process(t); /* Get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1643         return 0;
1644 }
1645
1646 /*
1647  * Per-rcu_node kthread, which is in charge of waking up the per-CPU
1648  * kthreads when needed.  We ignore requests to wake up kthreads
1649  * for offline CPUs, which is OK because force_quiescent_state()
1650  * takes care of this case.
1651  */
1652 static int rcu_node_kthread(void *arg)
1653 {
1654         int cpu;
1655         unsigned long flags;
1656         unsigned long mask;
1657         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1658         struct sched_param sp;
1659         struct task_struct *t;
1660
1661         for (;;) {
1662                 rnp->node_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1663                 rcu_wait(atomic_read(&rnp->wakemask) != 0);
1664                 rnp->node_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1665                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1666                 mask = atomic_xchg(&rnp->wakemask, 0);
1667                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1668                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1) {
1669                         if ((mask & 0x1) == 0)
1670                                 continue;
1671                         preempt_disable();
1672                         t = per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu);
1673                         if (!cpu_online(cpu) || t == NULL) {
1674                                 preempt_enable();
1675                                 continue;
1676                         }
1677                         per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 1;
1678                         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1679                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1680                         preempt_enable();
1681                 }
1682         }
1683         /* NOTREACHED */
1684         rnp->node_kthread_status = RCU_KTHREAD_STOPPED;
1685         return 0;
1686 }
1687
1688 /*
1689  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1690  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1691  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1692  *
1693  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1694  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1695  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1696  */
1697 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1698 {
1699         cpumask_var_t cm;
1700         int cpu;
1701         unsigned long mask = rnp->qsmaskinit;
1702
1703         if (rnp->node_kthread_task == NULL)
1704                 return;
1705         if (!alloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1706                 return;
1707         cpumask_clear(cm);
1708         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1)
1709                 if ((mask & 0x1) && cpu != outgoingcpu)
1710                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1711         if (cpumask_weight(cm) == 0) {
1712                 cpumask_setall(cm);
1713                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++)
1714                         cpumask_clear_cpu(cpu, cm);
1715                 WARN_ON_ONCE(cpumask_weight(cm) == 0);
1716         }
1717         set_cpus_allowed_ptr(rnp->node_kthread_task, cm);
1718         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cm);
1719         free_cpumask_var(cm);
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Spawn a per-rcu_node kthread, setting priority and affinity.
1724  * Called during boot before online/offline can happen, or, if
1725  * during runtime, with the main CPU-hotplug locks held.  So only
1726  * one of these can be executing at a time.
1727  */
1728 static int __cpuinit rcu_spawn_one_node_kthread(struct rcu_state *rsp,
1729                                                 struct rcu_node *rnp)
1730 {
1731         unsigned long flags;
1732         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1733         struct sched_param sp;
1734         struct task_struct *t;
1735
1736         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
1737             rnp->qsmaskinit == 0)
1738                 return 0;
1739         if (rnp->node_kthread_task == NULL) {
1740                 t = kthread_create(rcu_node_kthread, (void *)rnp,
1741                                    "rcun/%d", rnp_index);
1742                 if (IS_ERR(t))
1743                         return PTR_ERR(t);
1744                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1745                 rnp->node_kthread_task = t;
1746                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1747                 sp.sched_priority = 99;
1748                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1749                 wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1750         }
1751         return rcu_spawn_one_boost_kthread(rsp, rnp, rnp_index);
1752 }
1753
1754 /*
1755  * Spawn all kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1756  */
1757 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
1758 {
1759         int cpu;
1760         struct rcu_node *rnp;
1761
1762         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1763         for_each_possible_cpu(cpu) {
1764                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1765                 if (cpu_online(cpu))
1766                         (void)rcu_spawn_one_cpu_kthread(cpu);
1767         }
1768         rnp = rcu_get_root(rcu_state);
1769         (void)rcu_spawn_one_node_kthread(rcu_state, rnp);
1770         if (NUM_RCU_NODES > 1) {
1771                 rcu_for_each_leaf_node(rcu_state, rnp)
1772                         (void)rcu_spawn_one_node_kthread(rcu_state, rnp);
1773         }
1774         return 0;
1775 }
1776 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);
1777
1778 static void __cpuinit rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1779 {
1780         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
1781         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1782
1783         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
1784         if (rcu_scheduler_fully_active) {
1785                 (void)rcu_spawn_one_cpu_kthread(cpu);
1786                 if (rnp->node_kthread_task == NULL)
1787                         (void)rcu_spawn_one_node_kthread(rcu_state, rnp);
1788         }
1789 }
1790
1791 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1792
1793 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1794 {
1795         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1796 }
1797
1798 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1799 {
1800         WARN_ON_ONCE(1);
1801 }
1802
1803 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1804 {
1805         return false;
1806 }
1807
1808 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1809 {
1810 }
1811
1812 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1813
1814 static void rcu_stop_cpu_kthread(int cpu)
1815 {
1816 }
1817
1818 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1819
1820 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1821 {
1822 }
1823
1824 static void rcu_cpu_kthread_setrt(int cpu, int to_rt)
1825 {
1826 }
1827
1828 static int __init rcu_scheduler_really_started(void)
1829 {
1830         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1831         return 0;
1832 }
1833 early_initcall(rcu_scheduler_really_started);
1834
1835 static void __cpuinit rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1836 {
1837 }
1838
1839 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1840
1841 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1842
1843 /*
1844  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1845  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1846  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1847  * an exported member of the RCU API.
1848  *
1849  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether this CPU needs
1850  * any flavor of RCU.
1851  */
1852 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *delta_jiffies)
1853 {
1854         *delta_jiffies = ULONG_MAX;
1855         return rcu_cpu_has_callbacks(cpu);
1856 }
1857
1858 /*
1859  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother initializing for it.
1860  */
1861 static void rcu_prepare_for_idle_init(int cpu)
1862 {
1863 }
1864
1865 /*
1866  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1867  * after it.
1868  */
1869 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
1870 {
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1875  * is nothing.
1876  */
1877 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
1878 {
1879 }
1880
1881 /*
1882  * Don't bother keeping a running count of the number of RCU callbacks
1883  * posted because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n.
1884  */
1885 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1886 {
1887 }
1888
1889 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1890
1891 /*
1892  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1893  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1894  * the energy-efficient dyntick-idle mode.  This is handled by a
1895  * state machine implemented by rcu_prepare_for_idle() below.
1896  *
1897  * The following three proprocessor symbols control this state machine:
1898  *
1899  * RCU_IDLE_FLUSHES gives the maximum number of times that we will attempt
1900  *      to satisfy RCU.  Beyond this point, it is better to incur a periodic
1901  *      scheduling-clock interrupt than to loop through the state machine
1902  *      at full power.
1903  * RCU_IDLE_OPT_FLUSHES gives the number of RCU_IDLE_FLUSHES that are
1904  *      optional if RCU does not need anything immediately from this
1905  *      CPU, even if this CPU still has RCU callbacks queued.  The first
1906  *      times through the state machine are mandatory: we need to give
1907  *      the state machine a chance to communicate a quiescent state
1908  *      to the RCU core.
1909  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1910  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1911  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1912  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1913  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1914  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1915  *      just power the system down and be done with it!
1916  * RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is
1917  *      permitted to sleep in dyntick-idle mode with only lazy RCU
1918  *      callbacks pending.  Setting this too high can OOM your system.
1919  *
1920  * The values below work well in practice.  If future workloads require
1921  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1922  * making the state machine smarter might be a better option.
1923  */
1924 #define RCU_IDLE_FLUSHES 5              /* Number of dyntick-idle tries. */
1925 #define RCU_IDLE_OPT_FLUSHES 3          /* Optional dyntick-idle tries. */
1926 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 6             /* Roughly one grace period. */
1927 #define RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY (6 * HZ) /* Roughly six seconds. */
1928
1929 /*
1930  * Does the specified flavor of RCU have non-lazy callbacks pending on
1931  * the specified CPU?  Both RCU flavor and CPU are specified by the
1932  * rcu_data structure.
1933  */
1934 static bool __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(struct rcu_data *rdp)
1935 {
1936         return rdp->qlen != rdp->qlen_lazy;
1937 }
1938
1939 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
1940
1941 /*
1942  * Are there non-lazy RCU-preempt callbacks?  (There cannot be if there
1943  * is no RCU-preempt in the kernel.)
1944  */
1945 static bool rcu_preempt_cpu_has_nonlazy_callbacks(int cpu)
1946 {
1947         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
1948
1949         return __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(rdp);
1950 }
1951
1952 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1953
1954 static bool rcu_preempt_cpu_has_nonlazy_callbacks(int cpu)
1955 {
1956         return 0;
1957 }
1958
1959 #endif /* else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1960
1961 /*
1962  * Does any flavor of RCU have non-lazy callbacks on the specified CPU?
1963  */
1964 static bool rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(int cpu)
1965 {
1966         return __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(&per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1967                __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(&per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1968                rcu_preempt_cpu_has_nonlazy_callbacks(cpu);
1969 }
1970
1971 /*
1972  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode if either: (1) There are no
1973  * callbacks on this CPU, (2) this CPU has not yet attempted to enter
1974  * dyntick-idle mode, or (3) this CPU is in the process of attempting to
1975  * enter dyntick-idle mode.  Otherwise, if we have recently tried and failed
1976  * to enter dyntick-idle mode, we refuse to try to enter it.  After all,
1977  * it is better to incur scheduling-clock interrupts than to spin
1978  * continuously for the same time duration!
1979  *
1980  * The delta_jiffies argument is used to store the time when RCU is
1981  * going to need the CPU again if it still has callbacks.  The reason
1982  * for this is that rcu_prepare_for_idle() might need to post a timer,
1983  * but if so, it will do so after tick_nohz_stop_sched_tick() has set
1984  * the wakeup time for this CPU.  This means that RCU's timer can be
1985  * delayed until the wakeup time, which defeats the purpose of posting
1986  * a timer.
1987  */
1988 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *delta_jiffies)
1989 {
1990         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1991
1992         /* Flag a new idle sojourn to the idle-entry state machine. */
1993         rdtp->idle_first_pass = 1;
1994         /* If no callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
1995         if (!rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
1996                 *delta_jiffies = ULONG_MAX;
1997                 return 0;
1998         }
1999         if (rdtp->dyntick_holdoff == jiffies) {
2000                 /* RCU recently tried and failed, so don't try again. */
2001                 *delta_jiffies = 1;
2002                 return 1;
2003         }
2004         /* Set up for the possibility that RCU will post a timer. */
2005         if (rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(cpu))
2006                 *delta_jiffies = RCU_IDLE_GP_DELAY;
2007         else
2008                 *delta_jiffies = RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
2009         return 0;
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Handler for smp_call_function_single().  The only point of this
2014  * handler is to wake the CPU up, so the handler does only tracing.
2015  */
2016 void rcu_idle_demigrate(void *unused)
2017 {
2018         trace_rcu_prep_idle("Demigrate");
2019 }
2020
2021 /*
2022  * Timer handler used to force CPU to start pushing its remaining RCU
2023  * callbacks in the case where it entered dyntick-idle mode with callbacks
2024  * pending.  The hander doesn't really need to do anything because the
2025  * real work is done upon re-entry to idle, or by the next scheduling-clock
2026  * interrupt should idle not be re-entered.
2027  *
2028  * One special case: the timer gets migrated without awakening the CPU
2029  * on which the timer was scheduled on.  In this case, we must wake up
2030  * that CPU.  We do so with smp_call_function_single().
2031  */
2032 static void rcu_idle_gp_timer_func(unsigned long cpu_in)
2033 {
2034         int cpu = (int)cpu_in;
2035
2036         trace_rcu_prep_idle("Timer");
2037         if (cpu != smp_processor_id())
2038                 smp_call_function_single(cpu, rcu_idle_demigrate, NULL, 0);
2039         else
2040                 WARN_ON_ONCE(1); /* Getting here can hang the system... */
2041 }
2042
2043 /*
2044  * Initialize the timer used to pull CPUs out of dyntick-idle mode.
2045  */
2046 static void rcu_prepare_for_idle_init(int cpu)
2047 {
2048         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2049
2050         rdtp->dyntick_holdoff = jiffies - 1;
2051         setup_timer(&rdtp->idle_gp_timer, rcu_idle_gp_timer_func, cpu);
2052         rdtp->idle_gp_timer_expires = jiffies - 1;
2053         rdtp->idle_first_pass = 1;
2054 }
2055
2056 /*
2057  * Clean up for exit from idle.  Because we are exiting from idle, there
2058  * is no longer any point to ->idle_gp_timer, so cancel it.  This will
2059  * do nothing if this timer is not active, so just cancel it unconditionally.
2060  */
2061 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
2062 {
2063         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2064
2065         del_timer(&rdtp->idle_gp_timer);
2066         trace_rcu_prep_idle("Cleanup after idle");
2067 }
2068
2069 /*
2070  * Check to see if any RCU-related work can be done by the current CPU,
2071  * and if so, schedule a softirq to get it done.  This function is part
2072  * of the RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2073  *
2074  * The idea is for the current CPU to clear out all work required by the
2075  * RCU core for the current grace period, so that this CPU can be permitted
2076  * to enter dyntick-idle mode.  In some cases, it will need to be awakened
2077  * at the end of the grace period by whatever CPU ends the grace period.
2078  * This allows CPUs to go dyntick-idle more quickly, and to reduce the
2079  * number of wakeups by a modest integer factor.
2080  *
2081  * Because it is not legal to invoke rcu_process_callbacks() with irqs
2082  * disabled, we do one pass of force_quiescent_state(), then do a
2083  * invoke_rcu_core() to cause rcu_process_callbacks() to be invoked
2084  * later.  The ->dyntick_drain field controls the sequencing.
2085  *
2086  * The caller must have disabled interrupts.
2087  */
2088 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
2089 {
2090         struct timer_list *tp;
2091         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2092
2093         /*
2094          * If this is an idle re-entry, for example, due to use of
2095          * RCU_NONIDLE() or the new idle-loop tracing API within the idle
2096          * loop, then don't take any state-machine actions, unless the
2097          * momentary exit from idle queued additional non-lazy callbacks.
2098          * Instead, repost the ->idle_gp_timer if this CPU has callbacks
2099          * pending.
2100          */
2101         if (!rdtp->idle_first_pass &&
2102             (rdtp->nonlazy_posted == rdtp->nonlazy_posted_snap)) {
2103                 if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
2104                         tp = &rdtp->idle_gp_timer;
2105                         mod_timer_pinned(tp, rdtp->idle_gp_timer_expires);
2106                 }
2107                 return;
2108         }
2109         rdtp->idle_first_pass = 0;
2110         rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted - 1;
2111
2112         /*
2113          * If there are no callbacks on this CPU, enter dyntick-idle mode.
2114          * Also reset state to avoid prejudicing later attempts.
2115          */
2116         if (!rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
2117                 rdtp->dyntick_holdoff = jiffies - 1;
2118                 rdtp->dyntick_drain = 0;
2119                 trace_rcu_prep_idle("No callbacks");
2120                 return;
2121         }
2122
2123         /*
2124          * If in holdoff mode, just return.  We will presumably have
2125          * refrained from disabling the scheduling-clock tick.
2126          */
2127         if (rdtp->dyntick_holdoff == jiffies) {
2128                 trace_rcu_prep_idle("In holdoff");
2129                 return;
2130         }
2131
2132         /* Check and update the ->dyntick_drain sequencing. */
2133         if (rdtp->dyntick_drain <= 0) {
2134                 /* First time through, initialize the counter. */
2135                 rdtp->dyntick_drain = RCU_IDLE_FLUSHES;
2136         } else if (rdtp->dyntick_drain <= RCU_IDLE_OPT_FLUSHES &&
2137                    !rcu_pending(cpu) &&
2138                    !local_softirq_pending()) {
2139                 /* Can we go dyntick-idle despite still having callbacks? */
2140                 rdtp->dyntick_drain = 0;
2141                 rdtp->dyntick_holdoff = jiffies;
2142                 if (rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(cpu)) {
2143                         trace_rcu_prep_idle("Dyntick with callbacks");
2144                         rdtp->idle_gp_timer_expires =
2145                                            jiffies + RCU_IDLE_GP_DELAY;
2146                 } else {
2147                         rdtp->idle_gp_timer_expires =
2148                                            jiffies + RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
2149                         trace_rcu_prep_idle("Dyntick with lazy callbacks");
2150                 }
2151                 tp = &rdtp->idle_gp_timer;
2152                 mod_timer_pinned(tp, rdtp->idle_gp_timer_expires);
2153                 rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
2154                 return; /* Nothing more to do immediately. */
2155         } else if (--(rdtp->dyntick_drain) <= 0) {
2156                 /* We have hit the limit, so time to give up. */
2157                 rdtp->dyntick_holdoff = jiffies;
2158                 trace_rcu_prep_idle("Begin holdoff");
2159                 invoke_rcu_core();  /* Force the CPU out of dyntick-idle. */
2160                 return;
2161         }
2162
2163         /*
2164          * Do one step of pushing the remaining RCU callbacks through
2165          * the RCU core state machine.
2166          */
2167 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
2168         if (per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).nxtlist) {
2169                 rcu_preempt_qs(cpu);
2170                 force_quiescent_state(&rcu_preempt_state, 0);
2171         }
2172 #endif /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
2173         if (per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist) {
2174                 rcu_sched_qs(cpu);
2175                 force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
2176         }
2177         if (per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist) {
2178                 rcu_bh_qs(cpu);
2179                 force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
2180         }
2181
2182         /*
2183          * If RCU callbacks are still pending, RCU still needs this CPU.
2184          * So try forcing the callbacks through the grace period.
2185          */
2186         if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
2187                 trace_rcu_prep_idle("More callbacks");
2188                 invoke_rcu_core();
2189         } else
2190                 trace_rcu_prep_idle("Callbacks drained");
2191 }
2192
2193 /*
2194  * Keep a running count of the number of non-lazy callbacks posted
2195  * on this CPU.  This running counter (which is never decremented) allows
2196  * rcu_prepare_for_idle() to detect when something out of the idle loop
2197  * posts a callback, even if an equal number of callbacks are invoked.
2198  * Of course, callbacks should only be posted from within a trace event
2199  * designed to be called from idle or from within RCU_NONIDLE().
2200  */
2201 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
2202 {
2203         __this_cpu_add(rcu_dynticks.nonlazy_posted, 1);
2204 }
2205
2206 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
2207
2208 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
2209
2210 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
2211
2212 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
2213 {
2214         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2215         struct timer_list *tltp = &rdtp->idle_gp_timer;
2216
2217         sprintf(cp, "drain=%d %c timer=%lu",
2218                 rdtp->dyntick_drain,
2219                 rdtp->dyntick_holdoff == jiffies ? 'H' : '.',
2220                 timer_pending(tltp) ? tltp->expires - jiffies : -1);
2221 }
2222
2223 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
2224
2225 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
2226 {
2227 }
2228
2229 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
2230
2231 /* Initiate the stall-info list. */
2232 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
2233 {
2234         printk(KERN_CONT "\n");
2235 }
2236
2237 /*
2238  * Print out diagnostic information for the specified stalled CPU.
2239  *
2240  * If the specified CPU is aware of the current RCU grace period
2241  * (flavor specified by rsp), then print the number of scheduling
2242  * clock interrupts the CPU has taken during the time that it has
2243  * been aware.  Otherwise, print the number of RCU grace periods
2244  * that this CPU is ignorant of, for example, "1" if the CPU was
2245  * aware of the previous grace period.
2246  *
2247  * Also print out idle and (if CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) idle-entry info.
2248  */
2249 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2250 {
2251         char fast_no_hz[72];
2252         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2253         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
2254         char *ticks_title;
2255         unsigned long ticks_value;
2256
2257         if (rsp->gpnum == rdp->gpnum) {
2258                 ticks_title = "ticks this GP";
2259                 ticks_value = rdp->ticks_this_gp;
2260         } else {
2261                 ticks_title = "GPs behind";
2262                 ticks_value = rsp->gpnum - rdp->gpnum;
2263         }
2264         print_cpu_stall_fast_no_hz(fast_no_hz, cpu);
2265         printk(KERN_ERR "\t%d: (%lu %s) idle=%03x/%llx/%d %s\n",
2266                cpu, ticks_value, ticks_title,
2267                atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0xfff,
2268                rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting,
2269                fast_no_hz);
2270 }
2271
2272 /* Terminate the stall-info list. */
2273 static void print_cpu_stall_info_end(void)
2274 {
2275         printk(KERN_ERR "\t");
2276 }
2277
2278 /* Zero ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
2279 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
2280 {
2281         rdp->ticks_this_gp = 0;
2282 }
2283
2284 /* Increment ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
2285 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
2286 {
2287         __get_cpu_var(rcu_sched_data).ticks_this_gp++;
2288         __get_cpu_var(rcu_bh_data).ticks_this_gp++;
2289 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
2290         __get_cpu_var(rcu_preempt_data).ticks_this_gp++;
2291 #endif /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
2292 }
2293
2294 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
2295
2296 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
2297 {
2298         printk(KERN_CONT " {");
2299 }
2300
2301 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2302 {
2303         printk(KERN_CONT " %d", cpu);
2304 }
2305
2306 static void print_cpu_stall_info_end(void)
2307 {
2308         printk(KERN_CONT "} ");
2309 }
2310
2311 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
2312 {
2313 }
2314
2315 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
2316 {
2317 }
2318
2319 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */