rcu: Improve boost selection when moving tasks to root rcu_node
[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 "\tFour-level hierarchy is enabled.\n");
72 #endif
73         if (rcu_fanout_leaf != CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF)
74                 printk(KERN_INFO "\tExperimental boot-time adjustment of leaf fanout to %d.\n", rcu_fanout_leaf);
75         if (nr_cpu_ids != NR_CPUS)
76                 printk(KERN_INFO "\tRCU restricting CPUs from NR_CPUS=%d to nr_cpu_ids=%d.\n", NR_CPUS, nr_cpu_ids);
77 }
78
79 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
80
81 struct rcu_state rcu_preempt_state =
82         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt, call_rcu);
83 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_preempt_data);
84 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_preempt_state;
85
86 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp);
87
88 /*
89  * Tell them what RCU they are running.
90  */
91 static void __init rcu_bootup_announce(void)
92 {
93         printk(KERN_INFO "Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
94         rcu_bootup_announce_oddness();
95 }
96
97 /*
98  * Return the number of RCU-preempt batches processed thus far
99  * for debug and statistics.
100  */
101 long rcu_batches_completed_preempt(void)
102 {
103         return rcu_preempt_state.completed;
104 }
105 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_preempt);
106
107 /*
108  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
109  */
110 long rcu_batches_completed(void)
111 {
112         return rcu_batches_completed_preempt();
113 }
114 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
115
116 /*
117  * Force a quiescent state for preemptible RCU.
118  */
119 void rcu_force_quiescent_state(void)
120 {
121         force_quiescent_state(&rcu_preempt_state, 0);
122 }
123 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
124
125 /*
126  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
127  * that this just means that the task currently running on the CPU is
128  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
129  * while in an RCU read-side critical section.
130  *
131  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
132  * must disable irqs in order to protect the assignment to
133  * ->rcu_read_unlock_special.
134  */
135 static void rcu_preempt_qs(int cpu)
136 {
137         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
138
139         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
140         barrier();
141         if (rdp->passed_quiesce == 0)
142                 trace_rcu_grace_period("rcu_preempt", rdp->gpnum, "cpuqs");
143         rdp->passed_quiesce = 1;
144         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
145 }
146
147 /*
148  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
149  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
150  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
151  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
152  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
153  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
154  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
155  * predating the current grace period drain, in other words, until
156  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
157  *
158  * Caller must disable preemption.
159  */
160 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
161 {
162         struct task_struct *t = current;
163         unsigned long flags;
164         struct rcu_data *rdp;
165         struct rcu_node *rnp;
166
167         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
168             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
169
170                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
171                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_preempt_state.rda, cpu);
172                 rnp = rdp->mynode;
173                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
174                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
175                 t->rcu_blocked_node = rnp;
176
177                 /*
178                  * If this CPU has already checked in, then this task
179                  * will hold up the next grace period rather than the
180                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
181                  * If the task is queued for the current grace period
182                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
183                  * state for the current grace period), then as long
184                  * as that task remains queued, the current grace period
185                  * cannot end.  Note that there is some uncertainty as
186                  * to exactly when the current grace period started.
187                  * We take a conservative approach, which can result
188                  * in unnecessarily waiting on tasks that started very
189                  * slightly after the current grace period began.  C'est
190                  * la vie!!!
191                  *
192                  * But first, note that the current CPU must still be
193                  * on line!
194                  */
195                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) == 0);
196                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
197                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && rnp->gp_tasks != NULL) {
198                         list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks->prev);
199                         rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
200 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
201                         if (rnp->boost_tasks != NULL)
202                                 rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
203 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
204                 } else {
205                         list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
206                         if (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
207                                 rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
208                 }
209                 trace_rcu_preempt_task(rdp->rsp->name,
210                                        t->pid,
211                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
212                                        ? rnp->gpnum
213                                        : rnp->gpnum + 1);
214                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
215         } else if (t->rcu_read_lock_nesting < 0 &&
216                    t->rcu_read_unlock_special) {
217
218                 /*
219                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
220                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
221                  */
222                 rcu_read_unlock_special(t);
223         }
224
225         /*
226          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
227          * begin with, or we have now recorded that critical section
228          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
229          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
230          * section, and if that critical section was blocking the current
231          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
232          * means that we continue to block the current grace period.
233          */
234         local_irq_save(flags);
235         rcu_preempt_qs(cpu);
236         local_irq_restore(flags);
237 }
238
239 /*
240  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
241  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
242  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
243  */
244 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
245 {
246         return rnp->gp_tasks != NULL;
247 }
248
249 /*
250  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
251  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
252  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
253  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
254  * disabled.
255  */
256 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
257         __releases(rnp->lock)
258 {
259         unsigned long mask;
260         struct rcu_node *rnp_p;
261
262         if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
263                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
264                 return;  /* Still need more quiescent states! */
265         }
266
267         rnp_p = rnp->parent;
268         if (rnp_p == NULL) {
269                 /*
270                  * Either there is only one rcu_node in the tree,
271                  * or tasks were kicked up to root rcu_node due to
272                  * CPUs going offline.
273                  */
274                 rcu_report_qs_rsp(&rcu_preempt_state, flags);
275                 return;
276         }
277
278         /* Report up the rest of the hierarchy. */
279         mask = rnp->grpmask;
280         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
281         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
282         rcu_report_qs_rnp(mask, &rcu_preempt_state, rnp_p, flags);
283 }
284
285 /*
286  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
287  * returning NULL if at the end of the list.
288  */
289 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
290                                              struct rcu_node *rnp)
291 {
292         struct list_head *np;
293
294         np = t->rcu_node_entry.next;
295         if (np == &rnp->blkd_tasks)
296                 np = NULL;
297         return np;
298 }
299
300 /*
301  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
302  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
303  * read-side critical section.
304  */
305 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
306 {
307         int empty;
308         int empty_exp;
309         int empty_exp_now;
310         unsigned long flags;
311         struct list_head *np;
312 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
313         struct rt_mutex *rbmp = NULL;
314 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
315         struct rcu_node *rnp;
316         int special;
317
318         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
319         if (in_nmi())
320                 return;
321
322         local_irq_save(flags);
323
324         /*
325          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
326          * let it know that we have done so.
327          */
328         special = t->rcu_read_unlock_special;
329         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS) {
330                 rcu_preempt_qs(smp_processor_id());
331         }
332
333         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
334         if (in_irq() || in_serving_softirq()) {
335                 local_irq_restore(flags);
336                 return;
337         }
338
339         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
340         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
341                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
342
343                 /*
344                  * Remove this task from the list it blocked on.  The
345                  * task can migrate while we acquire the lock, but at
346                  * most one time.  So at most two passes through loop.
347                  */
348                 for (;;) {
349                         rnp = t->rcu_blocked_node;
350                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
351                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
352                                 break;
353                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
354                 }
355                 empty = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
356                 empty_exp = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
357                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
358                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
359                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
360                 t->rcu_blocked_node = NULL;
361                 trace_rcu_unlock_preempted_task("rcu_preempt",
362                                                 rnp->gpnum, t->pid);
363                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
364                         rnp->gp_tasks = np;
365                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
366                         rnp->exp_tasks = np;
367 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
368                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
369                         rnp->boost_tasks = np;
370                 /* Snapshot/clear ->rcu_boost_mutex with rcu_node lock held. */
371                 if (t->rcu_boost_mutex) {
372                         rbmp = t->rcu_boost_mutex;
373                         t->rcu_boost_mutex = NULL;
374                 }
375 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
376
377                 /*
378                  * If this was the last task on the current list, and if
379                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
380                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
381                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
382                  */
383                 empty_exp_now = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
384                 if (!empty && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
385                         trace_rcu_quiescent_state_report("preempt_rcu",
386                                                          rnp->gpnum,
387                                                          0, rnp->qsmask,
388                                                          rnp->level,
389                                                          rnp->grplo,
390                                                          rnp->grphi,
391                                                          !!rnp->gp_tasks);
392                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
393                 } else {
394                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
395                 }
396
397 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
398                 /* Unboost if we were boosted. */
399                 if (rbmp)
400                         rt_mutex_unlock(rbmp);
401 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
402
403                 /*
404                  * If this was the last task on the expedited lists,
405                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
406                  */
407                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
408                         rcu_report_exp_rnp(&rcu_preempt_state, rnp, true);
409         } else {
410                 local_irq_restore(flags);
411         }
412 }
413
414 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE
415
416 /*
417  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
418  * grace period on the specified rcu_node structure.
419  */
420 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
421 {
422         unsigned long flags;
423         struct task_struct *t;
424
425         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
426                 return;
427         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
428         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
429                        struct task_struct, rcu_node_entry);
430         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry)
431                 sched_show_task(t);
432         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
433 }
434
435 /*
436  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
437  * grace period.
438  */
439 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
440 {
441         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
442
443         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
444         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
445                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
446 }
447
448 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
449
450 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
451 {
452 }
453
454 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
455
456 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
457
458 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
459 {
460         printk(KERN_ERR "\tTasks blocked on level-%d rcu_node (CPUs %d-%d):",
461                rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi);
462 }
463
464 static void rcu_print_task_stall_end(void)
465 {
466         printk(KERN_CONT "\n");
467 }
468
469 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
470
471 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
472 {
473 }
474
475 static void rcu_print_task_stall_end(void)
476 {
477 }
478
479 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
480
481 /*
482  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
483  * sections, printing out the tid of each.
484  */
485 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
486 {
487         struct task_struct *t;
488         int ndetected = 0;
489
490         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
491                 return 0;
492         rcu_print_task_stall_begin(rnp);
493         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
494                        struct task_struct, rcu_node_entry);
495         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
496                 printk(KERN_CONT " P%d", t->pid);
497                 ndetected++;
498         }
499         rcu_print_task_stall_end();
500         return ndetected;
501 }
502
503 /*
504  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
505  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
506  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
507  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
508  * must be held by the caller.
509  *
510  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
511  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
512  */
513 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
514 {
515         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
516         if (!list_empty(&rnp->blkd_tasks))
517                 rnp->gp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
518         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
519 }
520
521 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
522
523 /*
524  * Handle tasklist migration for case in which all CPUs covered by the
525  * specified rcu_node have gone offline.  Move them up to the root
526  * rcu_node.  The reason for not just moving them to the immediate
527  * parent is to remove the need for rcu_read_unlock_special() to
528  * make more than two attempts to acquire the target rcu_node's lock.
529  * Returns true if there were tasks blocking the current RCU grace
530  * period.
531  *
532  * Returns 1 if there was previously a task blocking the current grace
533  * period on the specified rcu_node structure.
534  *
535  * The caller must hold rnp->lock with irqs disabled.
536  */
537 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
538                                      struct rcu_node *rnp,
539                                      struct rcu_data *rdp)
540 {
541         struct list_head *lp;
542         struct list_head *lp_root;
543         int retval = 0;
544         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
545         struct task_struct *t;
546
547         if (rnp == rnp_root) {
548                 WARN_ONCE(1, "Last CPU thought to be offlined?");
549                 return 0;  /* Shouldn't happen: at least one CPU online. */
550         }
551
552         /* If we are on an internal node, complain bitterly. */
553         WARN_ON_ONCE(rnp != rdp->mynode);
554
555         /*
556          * Move tasks up to root rcu_node.  Don't try to get fancy for
557          * this corner-case operation -- just put this node's tasks
558          * at the head of the root node's list, and update the root node's
559          * ->gp_tasks and ->exp_tasks pointers to those of this node's,
560          * if non-NULL.  This might result in waiting for more tasks than
561          * absolutely necessary, but this is a good performance/complexity
562          * tradeoff.
563          */
564         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->qsmask == 0)
565                 retval |= RCU_OFL_TASKS_NORM_GP;
566         if (rcu_preempted_readers_exp(rnp))
567                 retval |= RCU_OFL_TASKS_EXP_GP;
568         lp = &rnp->blkd_tasks;
569         lp_root = &rnp_root->blkd_tasks;
570         while (!list_empty(lp)) {
571                 t = list_entry(lp->next, typeof(*t), rcu_node_entry);
572                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
573                 list_del(&t->rcu_node_entry);
574                 t->rcu_blocked_node = rnp_root;
575                 list_add(&t->rcu_node_entry, lp_root);
576                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
577                         rnp_root->gp_tasks = rnp->gp_tasks;
578                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
579                         rnp_root->exp_tasks = rnp->exp_tasks;
580 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
581                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
582                         rnp_root->boost_tasks = rnp->boost_tasks;
583 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
584                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
585         }
586
587         rnp->gp_tasks = NULL;
588         rnp->exp_tasks = NULL;
589 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
590         rnp->boost_tasks = NULL;
591         /*
592          * In case root is being boosted and leaf was not.  Make sure
593          * that we boost the tasks blocking the current grace period
594          * in this case.
595          */
596         raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
597         if (rnp_root->boost_tasks != NULL &&
598             rnp_root->boost_tasks != rnp_root->gp_tasks &&
599             rnp_root->boost_tasks != rnp_root->exp_tasks)
600                 rnp_root->boost_tasks = rnp_root->gp_tasks;
601         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
602 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
603
604         return retval;
605 }
606
607 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
608
609 /*
610  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
611  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
612  * which is checked elsewhere.
613  *
614  * Caller must disable hard irqs.
615  */
616 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
617 {
618         struct task_struct *t = current;
619
620         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
621                 rcu_preempt_qs(cpu);
622                 return;
623         }
624         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
625             per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).qs_pending)
626                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
627 }
628
629 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
630
631 static void rcu_preempt_do_callbacks(void)
632 {
633         rcu_do_batch(&rcu_preempt_state, &__get_cpu_var(rcu_preempt_data));
634 }
635
636 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
637
638 /*
639  * Queue a preemptible-RCU callback for invocation after a grace period.
640  */
641 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
642 {
643         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, 0);
644 }
645 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
646
647 /*
648  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
649  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
650  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
651  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
652  * function may only be called from __kfree_rcu().
653  */
654 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
655                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
656 {
657         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, 1);
658 }
659 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
660
661 /**
662  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
663  *
664  * Control will return to the caller some time after a full grace
665  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
666  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
667  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
668  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
669  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
670  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
671  */
672 void synchronize_rcu(void)
673 {
674         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
675                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
676                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
677                            "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
678         if (!rcu_scheduler_active)
679                 return;
680         wait_rcu_gp(call_rcu);
681 }
682 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
683
684 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
685 static long sync_rcu_preempt_exp_count;
686 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
687
688 /*
689  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
690  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
691  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
692  * progress, returns zero unconditionally.
693  */
694 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp)
695 {
696         return rnp->exp_tasks != NULL;
697 }
698
699 /*
700  * return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
701  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
702  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
703  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
704  * RCU -- other RCU implementation use other means.
705  *
706  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
707  */
708 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
709 {
710         return !rcu_preempted_readers_exp(rnp) &&
711                ACCESS_ONCE(rnp->expmask) == 0;
712 }
713
714 /*
715  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
716  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
717  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
718  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
719  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
720  * iteratively!)
721  *
722  * Most callers will set the "wake" flag, but the task initiating the
723  * expedited grace period need not wake itself.
724  *
725  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
726  */
727 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
728                                bool wake)
729 {
730         unsigned long flags;
731         unsigned long mask;
732
733         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
734         for (;;) {
735                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
736                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
737                         break;
738                 }
739                 if (rnp->parent == NULL) {
740                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
741                         if (wake)
742                                 wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
743                         break;
744                 }
745                 mask = rnp->grpmask;
746                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
747                 rnp = rnp->parent;
748                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
749                 rnp->expmask &= ~mask;
750         }
751 }
752
753 /*
754  * Snapshot the tasks blocking the newly started preemptible-RCU expedited
755  * grace period for the specified rcu_node structure.  If there are no such
756  * tasks, report it up the rcu_node hierarchy.
757  *
758  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex and rsp->onofflock.
759  */
760 static void
761 sync_rcu_preempt_exp_init(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
762 {
763         unsigned long flags;
764         int must_wait = 0;
765
766         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
767         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks)) {
768                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
769         } else {
770                 rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
771                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);  /* releases rnp->lock */
772                 must_wait = 1;
773         }
774         if (!must_wait)
775                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, false); /* Don't wake self. */
776 }
777
778 /**
779  * synchronize_rcu_expedited - Brute-force RCU grace period
780  *
781  * Wait for an RCU-preempt grace period, but expedite it.  The basic
782  * idea is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
783  * the ->blkd_tasks lists and wait for this list to drain.  This consumes
784  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
785  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.
786  * In fact, if you are using synchronize_rcu_expedited() in a loop,
787  * please restructure your code to batch your updates, and then Use a
788  * single synchronize_rcu() instead.
789  *
790  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
791  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
792  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
793  * these restriction will result in deadlock.
794  */
795 void synchronize_rcu_expedited(void)
796 {
797         unsigned long flags;
798         struct rcu_node *rnp;
799         struct rcu_state *rsp = &rcu_preempt_state;
800         long snap;
801         int trycount = 0;
802
803         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
804         snap = ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) + 1;
805         smp_mb(); /* Above access cannot bleed into critical section. */
806
807         /*
808          * Acquire lock, falling back to synchronize_rcu() if too many
809          * lock-acquisition failures.  Of course, if someone does the
810          * expedited grace period for us, just leave.
811          */
812         while (!mutex_trylock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex)) {
813                 if (trycount++ < 10) {
814                         udelay(trycount * num_online_cpus());
815                 } else {
816                         synchronize_rcu();
817                         return;
818                 }
819                 if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
820                         goto mb_ret; /* Others did our work for us. */
821         }
822         if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
823                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
824
825         /* force all RCU readers onto ->blkd_tasks lists. */
826         synchronize_sched_expedited();
827
828         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
829
830         /* Initialize ->expmask for all non-leaf rcu_node structures. */
831         rcu_for_each_nonleaf_node_breadth_first(rsp, rnp) {
832                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
833                 rnp->expmask = rnp->qsmaskinit;
834                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
835         }
836
837         /* Snapshot current state of ->blkd_tasks lists. */
838         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
839                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rnp);
840         if (NUM_RCU_NODES > 1)
841                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rcu_get_root(rsp));
842
843         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
844
845         /* Wait for snapshotted ->blkd_tasks lists to drain. */
846         rnp = rcu_get_root(rsp);
847         wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
848                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp));
849
850         /* Clean up and exit. */
851         smp_mb(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
852         ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count)++;
853 unlock_mb_ret:
854         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
855 mb_ret:
856         smp_mb(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
857 }
858 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
859
860 /**
861  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
862  */
863 void rcu_barrier(void)
864 {
865         _rcu_barrier(&rcu_preempt_state);
866 }
867 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
868
869 /*
870  * Initialize preemptible RCU's state structures.
871  */
872 static void __init __rcu_init_preempt(void)
873 {
874         rcu_init_one(&rcu_preempt_state, &rcu_preempt_data);
875 }
876
877 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
878
879 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_sched_state;
880
881 /*
882  * Tell them what RCU they are running.
883  */
884 static void __init rcu_bootup_announce(void)
885 {
886         printk(KERN_INFO "Hierarchical RCU implementation.\n");
887         rcu_bootup_announce_oddness();
888 }
889
890 /*
891  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
892  */
893 long rcu_batches_completed(void)
894 {
895         return rcu_batches_completed_sched();
896 }
897 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
898
899 /*
900  * Force a quiescent state for RCU, which, because there is no preemptible
901  * RCU, becomes the same as rcu-sched.
902  */
903 void rcu_force_quiescent_state(void)
904 {
905         rcu_sched_force_quiescent_state();
906 }
907 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
908
909 /*
910  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
911  * CPUs being in quiescent states.
912  */
913 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
914 {
915 }
916
917 /*
918  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
919  * RCU readers.
920  */
921 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
922 {
923         return 0;
924 }
925
926 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
927
928 /* Because preemptible RCU does not exist, no quieting of tasks. */
929 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
930 {
931         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
932 }
933
934 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
935
936 /*
937  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
938  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
939  */
940 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
941 {
942 }
943
944 /*
945  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
946  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
947  */
948 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
949 {
950         return 0;
951 }
952
953 /*
954  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
955  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
956  * bogus qsmask values.
957  */
958 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
959 {
960         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
961 }
962
963 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
964
965 /*
966  * Because preemptible RCU does not exist, it never needs to migrate
967  * tasks that were blocked within RCU read-side critical sections, and
968  * such non-existent tasks cannot possibly have been blocking the current
969  * grace period.
970  */
971 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
972                                      struct rcu_node *rnp,
973                                      struct rcu_data *rdp)
974 {
975         return 0;
976 }
977
978 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
979
980 /*
981  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
982  * to check.
983  */
984 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
985 {
986 }
987
988 /*
989  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
990  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
991  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
992  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
993  * function may only be called from __kfree_rcu().
994  *
995  * Because there is no preemptible RCU, we use RCU-sched instead.
996  */
997 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
998                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
999 {
1000         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 1);
1001 }
1002 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
1003
1004 /*
1005  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
1006  * But because preemptible RCU does not exist, map to rcu-sched.
1007  */
1008 void synchronize_rcu_expedited(void)
1009 {
1010         synchronize_sched_expedited();
1011 }
1012 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
1013
1014 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1015
1016 /*
1017  * Because preemptible RCU does not exist, there is never any need to
1018  * report on tasks preempted in RCU read-side critical sections during
1019  * expedited RCU grace periods.
1020  */
1021 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1022                                bool wake)
1023 {
1024 }
1025
1026 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1027
1028 /*
1029  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
1030  * another name for rcu_barrier_sched().
1031  */
1032 void rcu_barrier(void)
1033 {
1034         rcu_barrier_sched();
1035 }
1036 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
1037
1038 /*
1039  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
1040  */
1041 static void __init __rcu_init_preempt(void)
1042 {
1043 }
1044
1045 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1046
1047 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
1048
1049 #include "rtmutex_common.h"
1050
1051 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
1052
1053 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1054 {
1055         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks))
1056                 rnp->n_balk_blkd_tasks++;
1057         else if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->gp_tasks == NULL)
1058                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1059         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->boost_tasks != NULL)
1060                 rnp->n_balk_boost_tasks++;
1061         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->qsmask != 0)
1062                 rnp->n_balk_notblocked++;
1063         else if (rnp->gp_tasks != NULL &&
1064                  ULONG_CMP_LT(jiffies, rnp->boost_time))
1065                 rnp->n_balk_notyet++;
1066         else
1067                 rnp->n_balk_nos++;
1068 }
1069
1070 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1071
1072 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1073 {
1074 }
1075
1076 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1077
1078 /*
1079  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
1080  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
1081  * ->blkd_tasks list.
1082  *
1083  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
1084  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
1085  */
1086 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
1087 {
1088         unsigned long flags;
1089         struct rt_mutex mtx;
1090         struct task_struct *t;
1091         struct list_head *tb;
1092
1093         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL)
1094                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
1095
1096         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1097
1098         /*
1099          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
1100          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
1101          */
1102         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
1103                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1104                 return 0;
1105         }
1106
1107         /*
1108          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
1109          * This cannot starve the normal grace periods because a second
1110          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
1111          * those blocking the pre-existing normal grace period.
1112          */
1113         if (rnp->exp_tasks != NULL) {
1114                 tb = rnp->exp_tasks;
1115                 rnp->n_exp_boosts++;
1116         } else {
1117                 tb = rnp->boost_tasks;
1118                 rnp->n_normal_boosts++;
1119         }
1120         rnp->n_tasks_boosted++;
1121
1122         /*
1123          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
1124          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
1125          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
1126          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
1127          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
1128          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
1129          *
1130          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
1131          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
1132          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
1133          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
1134          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
1135          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
1136          * section.
1137          */
1138         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
1139         rt_mutex_init_proxy_locked(&mtx, t);
1140         t->rcu_boost_mutex = &mtx;
1141         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1142         rt_mutex_lock(&mtx);  /* Side effect: boosts task t's priority. */
1143         rt_mutex_unlock(&mtx);  /* Keep lockdep happy. */
1144
1145         return ACCESS_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
1146                ACCESS_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
1147 }
1148
1149 /*
1150  * Timer handler to initiate waking up of boost kthreads that
1151  * have yielded the CPU due to excessive numbers of tasks to
1152  * boost.  We wake up the per-rcu_node kthread, which in turn
1153  * will wake up the booster kthread.
1154  */
1155 static void rcu_boost_kthread_timer(unsigned long arg)
1156 {
1157         invoke_rcu_node_kthread((struct rcu_node *)arg);
1158 }
1159
1160 /*
1161  * Priority-boosting kthread.  One per leaf rcu_node and one for the
1162  * root rcu_node.
1163  */
1164 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1165 {
1166         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1167         int spincnt = 0;
1168         int more2boost;
1169
1170         trace_rcu_utilization("Start boost kthread@init");
1171         for (;;) {
1172                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1173                 trace_rcu_utilization("End boost kthread@rcu_wait");
1174                 rcu_wait(rnp->boost_tasks || rnp->exp_tasks);
1175                 trace_rcu_utilization("Start boost kthread@rcu_wait");
1176                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1177                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1178                 if (more2boost)
1179                         spincnt++;
1180                 else
1181                         spincnt = 0;
1182                 if (spincnt > 10) {
1183                         trace_rcu_utilization("End boost kthread@rcu_yield");
1184                         rcu_yield(rcu_boost_kthread_timer, (unsigned long)rnp);
1185                         trace_rcu_utilization("Start boost kthread@rcu_yield");
1186                         spincnt = 0;
1187                 }
1188         }
1189         /* NOTREACHED */
1190         trace_rcu_utilization("End boost kthread@notreached");
1191         return 0;
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1196  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1197  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1198  * period in progress, it is always time to boost.
1199  *
1200  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases,
1201  * but irqs remain disabled.  The ->boost_kthread_task is immortal,
1202  * so we don't need to worry about it going away.
1203  */
1204 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1205 {
1206         struct task_struct *t;
1207
1208         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1209                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1210                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1211                 return;
1212         }
1213         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1214             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1215              rnp->boost_tasks == NULL &&
1216              rnp->qsmask == 0 &&
1217              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
1218                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1219                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
1220                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1221                 t = rnp->boost_kthread_task;
1222                 if (t != NULL)
1223                         wake_up_process(t);
1224         } else {
1225                 rcu_initiate_boost_trace(rnp);
1226                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1227         }
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Wake up the per-CPU kthread to invoke RCU callbacks.
1232  */
1233 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1234 {
1235         unsigned long flags;
1236
1237         local_irq_save(flags);
1238         __this_cpu_write(rcu_cpu_has_work, 1);
1239         if (__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) != NULL &&
1240             current != __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task))
1241                 wake_up_process(__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task));
1242         local_irq_restore(flags);
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1247  * Caller must have preemption disabled.
1248  */
1249 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1250 {
1251         return __get_cpu_var(rcu_cpu_kthread_task) == current;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Set the affinity of the boost kthread.  The CPU-hotplug locks are
1256  * held, so no one should be messing with the existence of the boost
1257  * kthread.
1258  */
1259 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp,
1260                                           cpumask_var_t cm)
1261 {
1262         struct task_struct *t;
1263
1264         t = rnp->boost_kthread_task;
1265         if (t != NULL)
1266                 set_cpus_allowed_ptr(rnp->boost_kthread_task, cm);
1267 }
1268
1269 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1270
1271 /*
1272  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1273  */
1274 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1275 {
1276         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1277 }
1278
1279 /*
1280  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1281  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1282  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1283  */
1284 static int __cpuinit rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1285                                                  struct rcu_node *rnp,
1286                                                  int rnp_index)
1287 {
1288         unsigned long flags;
1289         struct sched_param sp;
1290         struct task_struct *t;
1291
1292         if (&rcu_preempt_state != rsp)
1293                 return 0;
1294         rsp->boost = 1;
1295         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1296                 return 0;
1297         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1298                            "rcub/%d", rnp_index);
1299         if (IS_ERR(t))
1300                 return PTR_ERR(t);
1301         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1302         rnp->boost_kthread_task = t;
1303         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1304         sp.sched_priority = RCU_BOOST_PRIO;
1305         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1306         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1307         return 0;
1308 }
1309
1310 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1311
1312 /*
1313  * Stop the RCU's per-CPU kthread when its CPU goes offline,.
1314  */
1315 static void rcu_stop_cpu_kthread(int cpu)
1316 {
1317         struct task_struct *t;
1318
1319         /* Stop the CPU's kthread. */
1320         t = per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu);
1321         if (t != NULL) {
1322                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) = NULL;
1323                 kthread_stop(t);
1324         }
1325 }
1326
1327 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1328
1329 static void rcu_kthread_do_work(void)
1330 {
1331         rcu_do_batch(&rcu_sched_state, &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1332         rcu_do_batch(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1333         rcu_preempt_do_callbacks();
1334 }
1335
1336 /*
1337  * Wake up the specified per-rcu_node-structure kthread.
1338  * Because the per-rcu_node kthreads are immortal, we don't need
1339  * to do anything to keep them alive.
1340  */
1341 static void invoke_rcu_node_kthread(struct rcu_node *rnp)
1342 {
1343         struct task_struct *t;
1344
1345         t = rnp->node_kthread_task;
1346         if (t != NULL)
1347                 wake_up_process(t);
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Set the specified CPU's kthread to run RT or not, as specified by
1352  * the to_rt argument.  The CPU-hotplug locks are held, so the task
1353  * is not going away.
1354  */
1355 static void rcu_cpu_kthread_setrt(int cpu, int to_rt)
1356 {
1357         int policy;
1358         struct sched_param sp;
1359         struct task_struct *t;
1360
1361         t = per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu);
1362         if (t == NULL)
1363                 return;
1364         if (to_rt) {
1365                 policy = SCHED_FIFO;
1366                 sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1367         } else {
1368                 policy = SCHED_NORMAL;
1369                 sp.sched_priority = 0;
1370         }
1371         sched_setscheduler_nocheck(t, policy, &sp);
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Timer handler to initiate the waking up of per-CPU kthreads that
1376  * have yielded the CPU due to excess numbers of RCU callbacks.
1377  * We wake up the per-rcu_node kthread, which in turn will wake up
1378  * the booster kthread.
1379  */
1380 static void rcu_cpu_kthread_timer(unsigned long arg)
1381 {
1382         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, arg);
1383         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1384
1385         atomic_or(rdp->grpmask, &rnp->wakemask);
1386         invoke_rcu_node_kthread(rnp);
1387 }
1388
1389 /*
1390  * Drop to non-real-time priority and yield, but only after posting a
1391  * timer that will cause us to regain our real-time priority if we
1392  * remain preempted.  Either way, we restore our real-time priority
1393  * before returning.
1394  */
1395 static void rcu_yield(void (*f)(unsigned long), unsigned long arg)
1396 {
1397         struct sched_param sp;
1398         struct timer_list yield_timer;
1399         int prio = current->rt_priority;
1400
1401         setup_timer_on_stack(&yield_timer, f, arg);
1402         mod_timer(&yield_timer, jiffies + 2);
1403         sp.sched_priority = 0;
1404         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_NORMAL, &sp);
1405         set_user_nice(current, 19);
1406         schedule();
1407         set_user_nice(current, 0);
1408         sp.sched_priority = prio;
1409         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1410         del_timer(&yield_timer);
1411 }
1412
1413 /*
1414  * Handle cases where the rcu_cpu_kthread() ends up on the wrong CPU.
1415  * This can happen while the corresponding CPU is either coming online
1416  * or going offline.  We cannot wait until the CPU is fully online
1417  * before starting the kthread, because the various notifier functions
1418  * can wait for RCU grace periods.  So we park rcu_cpu_kthread() until
1419  * the corresponding CPU is online.
1420  *
1421  * Return 1 if the kthread needs to stop, 0 otherwise.
1422  *
1423  * Caller must disable bh.  This function can momentarily enable it.
1424  */
1425 static int rcu_cpu_kthread_should_stop(int cpu)
1426 {
1427         while (cpu_is_offline(cpu) ||
1428                !cpumask_equal(&current->cpus_allowed, cpumask_of(cpu)) ||
1429                smp_processor_id() != cpu) {
1430                 if (kthread_should_stop())
1431                         return 1;
1432                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
1433                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_cpu, cpu) = raw_smp_processor_id();
1434                 local_bh_enable();
1435                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1436                 if (!cpumask_equal(&current->cpus_allowed, cpumask_of(cpu)))
1437                         set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(cpu));
1438                 local_bh_disable();
1439         }
1440         per_cpu(rcu_cpu_kthread_cpu, cpu) = cpu;
1441         return 0;
1442 }
1443
1444 /*
1445  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1446  * RCU softirq used in flavors and configurations of RCU that do not
1447  * support RCU priority boosting.
1448  */
1449 static int rcu_cpu_kthread(void *arg)
1450 {
1451         int cpu = (int)(long)arg;
1452         unsigned long flags;
1453         int spincnt = 0;
1454         unsigned int *statusp = &per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu);
1455         char work;
1456         char *workp = &per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu);
1457
1458         trace_rcu_utilization("Start CPU kthread@init");
1459         for (;;) {
1460                 *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1461                 trace_rcu_utilization("End CPU kthread@rcu_wait");
1462                 rcu_wait(*workp != 0 || kthread_should_stop());
1463                 trace_rcu_utilization("Start CPU kthread@rcu_wait");
1464                 local_bh_disable();
1465                 if (rcu_cpu_kthread_should_stop(cpu)) {
1466                         local_bh_enable();
1467                         break;
1468                 }
1469                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1470                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_loops, cpu)++;
1471                 local_irq_save(flags);
1472                 work = *workp;
1473                 *workp = 0;
1474                 local_irq_restore(flags);
1475                 if (work)
1476                         rcu_kthread_do_work();
1477                 local_bh_enable();
1478                 if (*workp != 0)
1479                         spincnt++;
1480                 else
1481                         spincnt = 0;
1482                 if (spincnt > 10) {
1483                         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1484                         trace_rcu_utilization("End CPU kthread@rcu_yield");
1485                         rcu_yield(rcu_cpu_kthread_timer, (unsigned long)cpu);
1486                         trace_rcu_utilization("Start CPU kthread@rcu_yield");
1487                         spincnt = 0;
1488                 }
1489         }
1490         *statusp = RCU_KTHREAD_STOPPED;
1491         trace_rcu_utilization("End CPU kthread@term");
1492         return 0;
1493 }
1494
1495 /*
1496  * Spawn a per-CPU kthread, setting up affinity and priority.
1497  * Because the CPU hotplug lock is held, no other CPU will be attempting
1498  * to manipulate rcu_cpu_kthread_task.  There might be another CPU
1499  * attempting to access it during boot, but the locking in kthread_bind()
1500  * will enforce sufficient ordering.
1501  *
1502  * Please note that we cannot simply refuse to wake up the per-CPU
1503  * kthread because kthreads are created in TASK_UNINTERRUPTIBLE state,
1504  * which can result in softlockup complaints if the task ends up being
1505  * idle for more than a couple of minutes.
1506  *
1507  * However, please note also that we cannot bind the per-CPU kthread to its
1508  * CPU until that CPU is fully online.  We also cannot wait until the
1509  * CPU is fully online before we create its per-CPU kthread, as this would
1510  * deadlock the system when CPU notifiers tried waiting for grace
1511  * periods.  So we bind the per-CPU kthread to its CPU only if the CPU
1512  * is online.  If its CPU is not yet fully online, then the code in
1513  * rcu_cpu_kthread() will wait until it is fully online, and then do
1514  * the binding.
1515  */
1516 static int __cpuinit rcu_spawn_one_cpu_kthread(int cpu)
1517 {
1518         struct sched_param sp;
1519         struct task_struct *t;
1520
1521         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
1522             per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) != NULL)
1523                 return 0;
1524         t = kthread_create_on_node(rcu_cpu_kthread,
1525                                    (void *)(long)cpu,
1526                                    cpu_to_node(cpu),
1527                                    "rcuc/%d", cpu);
1528         if (IS_ERR(t))
1529                 return PTR_ERR(t);
1530         if (cpu_online(cpu))
1531                 kthread_bind(t, cpu);
1532         per_cpu(rcu_cpu_kthread_cpu, cpu) = cpu;
1533         WARN_ON_ONCE(per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) != NULL);
1534         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1535         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1536         per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) = t;
1537         wake_up_process(t); /* Get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1538         return 0;
1539 }
1540
1541 /*
1542  * Per-rcu_node kthread, which is in charge of waking up the per-CPU
1543  * kthreads when needed.  We ignore requests to wake up kthreads
1544  * for offline CPUs, which is OK because force_quiescent_state()
1545  * takes care of this case.
1546  */
1547 static int rcu_node_kthread(void *arg)
1548 {
1549         int cpu;
1550         unsigned long flags;
1551         unsigned long mask;
1552         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1553         struct sched_param sp;
1554         struct task_struct *t;
1555
1556         for (;;) {
1557                 rnp->node_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1558                 rcu_wait(atomic_read(&rnp->wakemask) != 0);
1559                 rnp->node_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1560                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1561                 mask = atomic_xchg(&rnp->wakemask, 0);
1562                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1563                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1) {
1564                         if ((mask & 0x1) == 0)
1565                                 continue;
1566                         preempt_disable();
1567                         t = per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu);
1568                         if (!cpu_online(cpu) || t == NULL) {
1569                                 preempt_enable();
1570                                 continue;
1571                         }
1572                         per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 1;
1573                         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1574                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1575                         preempt_enable();
1576                 }
1577         }
1578         /* NOTREACHED */
1579         rnp->node_kthread_status = RCU_KTHREAD_STOPPED;
1580         return 0;
1581 }
1582
1583 /*
1584  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1585  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1586  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1587  *
1588  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1589  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1590  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1591  */
1592 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1593 {
1594         cpumask_var_t cm;
1595         int cpu;
1596         unsigned long mask = rnp->qsmaskinit;
1597
1598         if (rnp->node_kthread_task == NULL)
1599                 return;
1600         if (!alloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1601                 return;
1602         cpumask_clear(cm);
1603         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1)
1604                 if ((mask & 0x1) && cpu != outgoingcpu)
1605                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1606         if (cpumask_weight(cm) == 0) {
1607                 cpumask_setall(cm);
1608                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++)
1609                         cpumask_clear_cpu(cpu, cm);
1610                 WARN_ON_ONCE(cpumask_weight(cm) == 0);
1611         }
1612         set_cpus_allowed_ptr(rnp->node_kthread_task, cm);
1613         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cm);
1614         free_cpumask_var(cm);
1615 }
1616
1617 /*
1618  * Spawn a per-rcu_node kthread, setting priority and affinity.
1619  * Called during boot before online/offline can happen, or, if
1620  * during runtime, with the main CPU-hotplug locks held.  So only
1621  * one of these can be executing at a time.
1622  */
1623 static int __cpuinit rcu_spawn_one_node_kthread(struct rcu_state *rsp,
1624                                                 struct rcu_node *rnp)
1625 {
1626         unsigned long flags;
1627         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1628         struct sched_param sp;
1629         struct task_struct *t;
1630
1631         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
1632             rnp->qsmaskinit == 0)
1633                 return 0;
1634         if (rnp->node_kthread_task == NULL) {
1635                 t = kthread_create(rcu_node_kthread, (void *)rnp,
1636                                    "rcun/%d", rnp_index);
1637                 if (IS_ERR(t))
1638                         return PTR_ERR(t);
1639                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1640                 rnp->node_kthread_task = t;
1641                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1642                 sp.sched_priority = 99;
1643                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1644                 wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1645         }
1646         return rcu_spawn_one_boost_kthread(rsp, rnp, rnp_index);
1647 }
1648
1649 /*
1650  * Spawn all kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1651  */
1652 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
1653 {
1654         int cpu;
1655         struct rcu_node *rnp;
1656
1657         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1658         for_each_possible_cpu(cpu) {
1659                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1660                 if (cpu_online(cpu))
1661                         (void)rcu_spawn_one_cpu_kthread(cpu);
1662         }
1663         rnp = rcu_get_root(rcu_state);
1664         (void)rcu_spawn_one_node_kthread(rcu_state, rnp);
1665         if (NUM_RCU_NODES > 1) {
1666                 rcu_for_each_leaf_node(rcu_state, rnp)
1667                         (void)rcu_spawn_one_node_kthread(rcu_state, rnp);
1668         }
1669         return 0;
1670 }
1671 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);
1672
1673 static void __cpuinit rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1674 {
1675         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
1676         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1677
1678         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
1679         if (rcu_scheduler_fully_active) {
1680                 (void)rcu_spawn_one_cpu_kthread(cpu);
1681                 if (rnp->node_kthread_task == NULL)
1682                         (void)rcu_spawn_one_node_kthread(rcu_state, rnp);
1683         }
1684 }
1685
1686 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1687
1688 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1689 {
1690         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1691 }
1692
1693 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1694 {
1695         WARN_ON_ONCE(1);
1696 }
1697
1698 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1699 {
1700         return false;
1701 }
1702
1703 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1704 {
1705 }
1706
1707 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1708
1709 static void rcu_stop_cpu_kthread(int cpu)
1710 {
1711 }
1712
1713 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1714
1715 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1716 {
1717 }
1718
1719 static void rcu_cpu_kthread_setrt(int cpu, int to_rt)
1720 {
1721 }
1722
1723 static int __init rcu_scheduler_really_started(void)
1724 {
1725         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1726         return 0;
1727 }
1728 early_initcall(rcu_scheduler_really_started);
1729
1730 static void __cpuinit rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1731 {
1732 }
1733
1734 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1735
1736 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1737
1738 /*
1739  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1740  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1741  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1742  * an exported member of the RCU API.
1743  *
1744  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether this CPU needs
1745  * any flavor of RCU.
1746  */
1747 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *delta_jiffies)
1748 {
1749         *delta_jiffies = ULONG_MAX;
1750         return rcu_cpu_has_callbacks(cpu);
1751 }
1752
1753 /*
1754  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother initializing for it.
1755  */
1756 static void rcu_prepare_for_idle_init(int cpu)
1757 {
1758 }
1759
1760 /*
1761  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1762  * after it.
1763  */
1764 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
1765 {
1766 }
1767
1768 /*
1769  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1770  * is nothing.
1771  */
1772 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
1773 {
1774 }
1775
1776 /*
1777  * Don't bother keeping a running count of the number of RCU callbacks
1778  * posted because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n.
1779  */
1780 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1781 {
1782 }
1783
1784 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1785
1786 /*
1787  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1788  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1789  * the energy-efficient dyntick-idle mode.  This is handled by a
1790  * state machine implemented by rcu_prepare_for_idle() below.
1791  *
1792  * The following three proprocessor symbols control this state machine:
1793  *
1794  * RCU_IDLE_FLUSHES gives the maximum number of times that we will attempt
1795  *      to satisfy RCU.  Beyond this point, it is better to incur a periodic
1796  *      scheduling-clock interrupt than to loop through the state machine
1797  *      at full power.
1798  * RCU_IDLE_OPT_FLUSHES gives the number of RCU_IDLE_FLUSHES that are
1799  *      optional if RCU does not need anything immediately from this
1800  *      CPU, even if this CPU still has RCU callbacks queued.  The first
1801  *      times through the state machine are mandatory: we need to give
1802  *      the state machine a chance to communicate a quiescent state
1803  *      to the RCU core.
1804  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1805  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1806  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1807  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1808  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1809  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1810  *      just power the system down and be done with it!
1811  * RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is
1812  *      permitted to sleep in dyntick-idle mode with only lazy RCU
1813  *      callbacks pending.  Setting this too high can OOM your system.
1814  *
1815  * The values below work well in practice.  If future workloads require
1816  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1817  * making the state machine smarter might be a better option.
1818  */
1819 #define RCU_IDLE_FLUSHES 5              /* Number of dyntick-idle tries. */
1820 #define RCU_IDLE_OPT_FLUSHES 3          /* Optional dyntick-idle tries. */
1821 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 4             /* Roughly one grace period. */
1822 #define RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY (6 * HZ) /* Roughly six seconds. */
1823
1824 extern int tick_nohz_enabled;
1825
1826 /*
1827  * Does the specified flavor of RCU have non-lazy callbacks pending on
1828  * the specified CPU?  Both RCU flavor and CPU are specified by the
1829  * rcu_data structure.
1830  */
1831 static bool __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(struct rcu_data *rdp)
1832 {
1833         return rdp->qlen != rdp->qlen_lazy;
1834 }
1835
1836 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
1837
1838 /*
1839  * Are there non-lazy RCU-preempt callbacks?  (There cannot be if there
1840  * is no RCU-preempt in the kernel.)
1841  */
1842 static bool rcu_preempt_cpu_has_nonlazy_callbacks(int cpu)
1843 {
1844         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
1845
1846         return __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(rdp);
1847 }
1848
1849 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1850
1851 static bool rcu_preempt_cpu_has_nonlazy_callbacks(int cpu)
1852 {
1853         return 0;
1854 }
1855
1856 #endif /* else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1857
1858 /*
1859  * Does any flavor of RCU have non-lazy callbacks on the specified CPU?
1860  */
1861 static bool rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(int cpu)
1862 {
1863         return __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(&per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1864                __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(&per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1865                rcu_preempt_cpu_has_nonlazy_callbacks(cpu);
1866 }
1867
1868 /*
1869  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode if either: (1) There are no
1870  * callbacks on this CPU, (2) this CPU has not yet attempted to enter
1871  * dyntick-idle mode, or (3) this CPU is in the process of attempting to
1872  * enter dyntick-idle mode.  Otherwise, if we have recently tried and failed
1873  * to enter dyntick-idle mode, we refuse to try to enter it.  After all,
1874  * it is better to incur scheduling-clock interrupts than to spin
1875  * continuously for the same time duration!
1876  *
1877  * The delta_jiffies argument is used to store the time when RCU is
1878  * going to need the CPU again if it still has callbacks.  The reason
1879  * for this is that rcu_prepare_for_idle() might need to post a timer,
1880  * but if so, it will do so after tick_nohz_stop_sched_tick() has set
1881  * the wakeup time for this CPU.  This means that RCU's timer can be
1882  * delayed until the wakeup time, which defeats the purpose of posting
1883  * a timer.
1884  */
1885 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *delta_jiffies)
1886 {
1887         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1888
1889         /* Flag a new idle sojourn to the idle-entry state machine. */
1890         rdtp->idle_first_pass = 1;
1891         /* If no callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
1892         if (!rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
1893                 *delta_jiffies = ULONG_MAX;
1894                 return 0;
1895         }
1896         if (rdtp->dyntick_holdoff == jiffies) {
1897                 /* RCU recently tried and failed, so don't try again. */
1898                 *delta_jiffies = 1;
1899                 return 1;
1900         }
1901         /* Set up for the possibility that RCU will post a timer. */
1902         if (rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(cpu)) {
1903                 *delta_jiffies = round_up(RCU_IDLE_GP_DELAY + jiffies,
1904                                           RCU_IDLE_GP_DELAY) - jiffies;
1905         } else {
1906                 *delta_jiffies = jiffies + RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
1907                 *delta_jiffies = round_jiffies(*delta_jiffies) - jiffies;
1908         }
1909         return 0;
1910 }
1911
1912 /*
1913  * Handler for smp_call_function_single().  The only point of this
1914  * handler is to wake the CPU up, so the handler does only tracing.
1915  */
1916 void rcu_idle_demigrate(void *unused)
1917 {
1918         trace_rcu_prep_idle("Demigrate");
1919 }
1920
1921 /*
1922  * Timer handler used to force CPU to start pushing its remaining RCU
1923  * callbacks in the case where it entered dyntick-idle mode with callbacks
1924  * pending.  The hander doesn't really need to do anything because the
1925  * real work is done upon re-entry to idle, or by the next scheduling-clock
1926  * interrupt should idle not be re-entered.
1927  *
1928  * One special case: the timer gets migrated without awakening the CPU
1929  * on which the timer was scheduled on.  In this case, we must wake up
1930  * that CPU.  We do so with smp_call_function_single().
1931  */
1932 static void rcu_idle_gp_timer_func(unsigned long cpu_in)
1933 {
1934         int cpu = (int)cpu_in;
1935
1936         trace_rcu_prep_idle("Timer");
1937         if (cpu != smp_processor_id())
1938                 smp_call_function_single(cpu, rcu_idle_demigrate, NULL, 0);
1939         else
1940                 WARN_ON_ONCE(1); /* Getting here can hang the system... */
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Initialize the timer used to pull CPUs out of dyntick-idle mode.
1945  */
1946 static void rcu_prepare_for_idle_init(int cpu)
1947 {
1948         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1949
1950         rdtp->dyntick_holdoff = jiffies - 1;
1951         setup_timer(&rdtp->idle_gp_timer, rcu_idle_gp_timer_func, cpu);
1952         rdtp->idle_gp_timer_expires = jiffies - 1;
1953         rdtp->idle_first_pass = 1;
1954 }
1955
1956 /*
1957  * Clean up for exit from idle.  Because we are exiting from idle, there
1958  * is no longer any point to ->idle_gp_timer, so cancel it.  This will
1959  * do nothing if this timer is not active, so just cancel it unconditionally.
1960  */
1961 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
1962 {
1963         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1964
1965         del_timer(&rdtp->idle_gp_timer);
1966         trace_rcu_prep_idle("Cleanup after idle");
1967         rdtp->tick_nohz_enabled_snap = ACCESS_ONCE(tick_nohz_enabled);
1968 }
1969
1970 /*
1971  * Check to see if any RCU-related work can be done by the current CPU,
1972  * and if so, schedule a softirq to get it done.  This function is part
1973  * of the RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1974  *
1975  * The idea is for the current CPU to clear out all work required by the
1976  * RCU core for the current grace period, so that this CPU can be permitted
1977  * to enter dyntick-idle mode.  In some cases, it will need to be awakened
1978  * at the end of the grace period by whatever CPU ends the grace period.
1979  * This allows CPUs to go dyntick-idle more quickly, and to reduce the
1980  * number of wakeups by a modest integer factor.
1981  *
1982  * Because it is not legal to invoke rcu_process_callbacks() with irqs
1983  * disabled, we do one pass of force_quiescent_state(), then do a
1984  * invoke_rcu_core() to cause rcu_process_callbacks() to be invoked
1985  * later.  The ->dyntick_drain field controls the sequencing.
1986  *
1987  * The caller must have disabled interrupts.
1988  */
1989 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
1990 {
1991         struct timer_list *tp;
1992         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1993         int tne;
1994
1995         /* Handle nohz enablement switches conservatively. */
1996         tne = ACCESS_ONCE(tick_nohz_enabled);
1997         if (tne != rdtp->tick_nohz_enabled_snap) {
1998                 if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu))
1999                         invoke_rcu_core(); /* force nohz to see update. */
2000                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap = tne;
2001                 return;
2002         }
2003         if (!tne)
2004                 return;
2005
2006         /*
2007          * If this is an idle re-entry, for example, due to use of
2008          * RCU_NONIDLE() or the new idle-loop tracing API within the idle
2009          * loop, then don't take any state-machine actions, unless the
2010          * momentary exit from idle queued additional non-lazy callbacks.
2011          * Instead, repost the ->idle_gp_timer if this CPU has callbacks
2012          * pending.
2013          */
2014         if (!rdtp->idle_first_pass &&
2015             (rdtp->nonlazy_posted == rdtp->nonlazy_posted_snap)) {
2016                 if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
2017                         tp = &rdtp->idle_gp_timer;
2018                         mod_timer_pinned(tp, rdtp->idle_gp_timer_expires);
2019                 }
2020                 return;
2021         }
2022         rdtp->idle_first_pass = 0;
2023         rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted - 1;
2024
2025         /*
2026          * If there are no callbacks on this CPU, enter dyntick-idle mode.
2027          * Also reset state to avoid prejudicing later attempts.
2028          */
2029         if (!rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
2030                 rdtp->dyntick_holdoff = jiffies - 1;
2031                 rdtp->dyntick_drain = 0;
2032                 trace_rcu_prep_idle("No callbacks");
2033                 return;
2034         }
2035
2036         /*
2037          * If in holdoff mode, just return.  We will presumably have
2038          * refrained from disabling the scheduling-clock tick.
2039          */
2040         if (rdtp->dyntick_holdoff == jiffies) {
2041                 trace_rcu_prep_idle("In holdoff");
2042                 return;
2043         }
2044
2045         /* Check and update the ->dyntick_drain sequencing. */
2046         if (rdtp->dyntick_drain <= 0) {
2047                 /* First time through, initialize the counter. */
2048                 rdtp->dyntick_drain = RCU_IDLE_FLUSHES;
2049         } else if (rdtp->dyntick_drain <= RCU_IDLE_OPT_FLUSHES &&
2050                    !rcu_pending(cpu) &&
2051                    !local_softirq_pending()) {
2052                 /* Can we go dyntick-idle despite still having callbacks? */
2053                 rdtp->dyntick_drain = 0;
2054                 rdtp->dyntick_holdoff = jiffies;
2055                 if (rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(cpu)) {
2056                         trace_rcu_prep_idle("Dyntick with callbacks");
2057                         rdtp->idle_gp_timer_expires =
2058                                 round_up(jiffies + RCU_IDLE_GP_DELAY,
2059                                          RCU_IDLE_GP_DELAY);
2060                 } else {
2061                         rdtp->idle_gp_timer_expires =
2062                                 round_jiffies(jiffies + RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY);
2063                         trace_rcu_prep_idle("Dyntick with lazy callbacks");
2064                 }
2065                 tp = &rdtp->idle_gp_timer;
2066                 mod_timer_pinned(tp, rdtp->idle_gp_timer_expires);
2067                 rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
2068                 return; /* Nothing more to do immediately. */
2069         } else if (--(rdtp->dyntick_drain) <= 0) {
2070                 /* We have hit the limit, so time to give up. */
2071                 rdtp->dyntick_holdoff = jiffies;
2072                 trace_rcu_prep_idle("Begin holdoff");
2073                 invoke_rcu_core();  /* Force the CPU out of dyntick-idle. */
2074                 return;
2075         }
2076
2077         /*
2078          * Do one step of pushing the remaining RCU callbacks through
2079          * the RCU core state machine.
2080          */
2081 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
2082         if (per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).nxtlist) {
2083                 rcu_preempt_qs(cpu);
2084                 force_quiescent_state(&rcu_preempt_state, 0);
2085         }
2086 #endif /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
2087         if (per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist) {
2088                 rcu_sched_qs(cpu);
2089                 force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
2090         }
2091         if (per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist) {
2092                 rcu_bh_qs(cpu);
2093                 force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
2094         }
2095
2096         /*
2097          * If RCU callbacks are still pending, RCU still needs this CPU.
2098          * So try forcing the callbacks through the grace period.
2099          */
2100         if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
2101                 trace_rcu_prep_idle("More callbacks");
2102                 invoke_rcu_core();
2103         } else {
2104                 trace_rcu_prep_idle("Callbacks drained");
2105         }
2106 }
2107
2108 /*
2109  * Keep a running count of the number of non-lazy callbacks posted
2110  * on this CPU.  This running counter (which is never decremented) allows
2111  * rcu_prepare_for_idle() to detect when something out of the idle loop
2112  * posts a callback, even if an equal number of callbacks are invoked.
2113  * Of course, callbacks should only be posted from within a trace event
2114  * designed to be called from idle or from within RCU_NONIDLE().
2115  */
2116 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
2117 {
2118         __this_cpu_add(rcu_dynticks.nonlazy_posted, 1);
2119 }
2120
2121 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
2122
2123 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
2124
2125 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
2126
2127 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
2128 {
2129         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2130         struct timer_list *tltp = &rdtp->idle_gp_timer;
2131
2132         sprintf(cp, "drain=%d %c timer=%lu",
2133                 rdtp->dyntick_drain,
2134                 rdtp->dyntick_holdoff == jiffies ? 'H' : '.',
2135                 timer_pending(tltp) ? tltp->expires - jiffies : -1);
2136 }
2137
2138 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
2139
2140 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
2141 {
2142         *cp = '\0';
2143 }
2144
2145 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
2146
2147 /* Initiate the stall-info list. */
2148 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
2149 {
2150         printk(KERN_CONT "\n");
2151 }
2152
2153 /*
2154  * Print out diagnostic information for the specified stalled CPU.
2155  *
2156  * If the specified CPU is aware of the current RCU grace period
2157  * (flavor specified by rsp), then print the number of scheduling
2158  * clock interrupts the CPU has taken during the time that it has
2159  * been aware.  Otherwise, print the number of RCU grace periods
2160  * that this CPU is ignorant of, for example, "1" if the CPU was
2161  * aware of the previous grace period.
2162  *
2163  * Also print out idle and (if CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) idle-entry info.
2164  */
2165 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2166 {
2167         char fast_no_hz[72];
2168         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2169         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
2170         char *ticks_title;
2171         unsigned long ticks_value;
2172
2173         if (rsp->gpnum == rdp->gpnum) {
2174                 ticks_title = "ticks this GP";
2175                 ticks_value = rdp->ticks_this_gp;
2176         } else {
2177                 ticks_title = "GPs behind";
2178                 ticks_value = rsp->gpnum - rdp->gpnum;
2179         }
2180         print_cpu_stall_fast_no_hz(fast_no_hz, cpu);
2181         printk(KERN_ERR "\t%d: (%lu %s) idle=%03x/%llx/%d %s\n",
2182                cpu, ticks_value, ticks_title,
2183                atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0xfff,
2184                rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting,
2185                fast_no_hz);
2186 }
2187
2188 /* Terminate the stall-info list. */
2189 static void print_cpu_stall_info_end(void)
2190 {
2191         printk(KERN_ERR "\t");
2192 }
2193
2194 /* Zero ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
2195 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
2196 {
2197         rdp->ticks_this_gp = 0;
2198 }
2199
2200 /* Increment ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
2201 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
2202 {
2203         __get_cpu_var(rcu_sched_data).ticks_this_gp++;
2204         __get_cpu_var(rcu_bh_data).ticks_this_gp++;
2205 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
2206         __get_cpu_var(rcu_preempt_data).ticks_this_gp++;
2207 #endif /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
2208 }
2209
2210 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
2211
2212 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
2213 {
2214         printk(KERN_CONT " {");
2215 }
2216
2217 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2218 {
2219         printk(KERN_CONT " %d", cpu);
2220 }
2221
2222 static void print_cpu_stall_info_end(void)
2223 {
2224         printk(KERN_CONT "} ");
2225 }
2226
2227 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
2228 {
2229 }
2230
2231 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
2232 {
2233 }
2234
2235 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */