rcu: Four-level hierarchy is no longer experimental
[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 }
76
77 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
78
79 struct rcu_state rcu_preempt_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt);
80 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_preempt_data);
81 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_preempt_state;
82
83 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t);
84 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp);
85
86 /*
87  * Tell them what RCU they are running.
88  */
89 static void __init rcu_bootup_announce(void)
90 {
91         printk(KERN_INFO "Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
92         rcu_bootup_announce_oddness();
93 }
94
95 /*
96  * Return the number of RCU-preempt batches processed thus far
97  * for debug and statistics.
98  */
99 long rcu_batches_completed_preempt(void)
100 {
101         return rcu_preempt_state.completed;
102 }
103 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_preempt);
104
105 /*
106  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
107  */
108 long rcu_batches_completed(void)
109 {
110         return rcu_batches_completed_preempt();
111 }
112 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
113
114 /*
115  * Force a quiescent state for preemptible RCU.
116  */
117 void rcu_force_quiescent_state(void)
118 {
119         force_quiescent_state(&rcu_preempt_state, 0);
120 }
121 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
122
123 /*
124  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
125  * that this just means that the task currently running on the CPU is
126  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
127  * while in an RCU read-side critical section.
128  *
129  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
130  * must disable irqs in order to protect the assignment to
131  * ->rcu_read_unlock_special.
132  */
133 static void rcu_preempt_qs(int cpu)
134 {
135         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
136
137         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
138         barrier();
139         if (rdp->passed_quiesce == 0)
140                 trace_rcu_grace_period("rcu_preempt", rdp->gpnum, "cpuqs");
141         rdp->passed_quiesce = 1;
142         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
143 }
144
145 /*
146  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
147  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
148  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
149  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
150  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
151  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
152  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
153  * predating the current grace period drain, in other words, until
154  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
155  *
156  * Caller must disable preemption.
157  */
158 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
159 {
160         struct task_struct *t = current;
161         unsigned long flags;
162         struct rcu_data *rdp;
163         struct rcu_node *rnp;
164
165         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
166             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
167
168                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
169                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_preempt_state.rda, cpu);
170                 rnp = rdp->mynode;
171                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
172                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
173                 t->rcu_blocked_node = rnp;
174
175                 /*
176                  * If this CPU has already checked in, then this task
177                  * will hold up the next grace period rather than the
178                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
179                  * If the task is queued for the current grace period
180                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
181                  * state for the current grace period), then as long
182                  * as that task remains queued, the current grace period
183                  * cannot end.  Note that there is some uncertainty as
184                  * to exactly when the current grace period started.
185                  * We take a conservative approach, which can result
186                  * in unnecessarily waiting on tasks that started very
187                  * slightly after the current grace period began.  C'est
188                  * la vie!!!
189                  *
190                  * But first, note that the current CPU must still be
191                  * on line!
192                  */
193                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) == 0);
194                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
195                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && rnp->gp_tasks != NULL) {
196                         list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks->prev);
197                         rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
198 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
199                         if (rnp->boost_tasks != NULL)
200                                 rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
201 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
202                 } else {
203                         list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
204                         if (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
205                                 rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
206                 }
207                 trace_rcu_preempt_task(rdp->rsp->name,
208                                        t->pid,
209                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
210                                        ? rnp->gpnum
211                                        : rnp->gpnum + 1);
212                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
213         } else if (t->rcu_read_lock_nesting < 0 &&
214                    t->rcu_read_unlock_special) {
215
216                 /*
217                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
218                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
219                  */
220                 rcu_read_unlock_special(t);
221         }
222
223         /*
224          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
225          * begin with, or we have now recorded that critical section
226          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
227          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
228          * section, and if that critical section was blocking the current
229          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
230          * means that we continue to block the current grace period.
231          */
232         local_irq_save(flags);
233         rcu_preempt_qs(cpu);
234         local_irq_restore(flags);
235 }
236
237 /*
238  * Tree-preemptible RCU implementation for rcu_read_lock().
239  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
240  * if we block.
241  */
242 void __rcu_read_lock(void)
243 {
244         current->rcu_read_lock_nesting++;
245         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_lock in rcutree.c */
246 }
247 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
248
249 /*
250  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
251  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
252  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
253  */
254 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
255 {
256         return rnp->gp_tasks != NULL;
257 }
258
259 /*
260  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
261  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
262  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
263  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
264  * disabled.
265  */
266 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
267         __releases(rnp->lock)
268 {
269         unsigned long mask;
270         struct rcu_node *rnp_p;
271
272         if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
273                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
274                 return;  /* Still need more quiescent states! */
275         }
276
277         rnp_p = rnp->parent;
278         if (rnp_p == NULL) {
279                 /*
280                  * Either there is only one rcu_node in the tree,
281                  * or tasks were kicked up to root rcu_node due to
282                  * CPUs going offline.
283                  */
284                 rcu_report_qs_rsp(&rcu_preempt_state, flags);
285                 return;
286         }
287
288         /* Report up the rest of the hierarchy. */
289         mask = rnp->grpmask;
290         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
291         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
292         rcu_report_qs_rnp(mask, &rcu_preempt_state, rnp_p, flags);
293 }
294
295 /*
296  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
297  * returning NULL if at the end of the list.
298  */
299 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
300                                              struct rcu_node *rnp)
301 {
302         struct list_head *np;
303
304         np = t->rcu_node_entry.next;
305         if (np == &rnp->blkd_tasks)
306                 np = NULL;
307         return np;
308 }
309
310 /*
311  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
312  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
313  * read-side critical section.
314  */
315 static noinline void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
316 {
317         int empty;
318         int empty_exp;
319         int empty_exp_now;
320         unsigned long flags;
321         struct list_head *np;
322 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
323         struct rt_mutex *rbmp = NULL;
324 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
325         struct rcu_node *rnp;
326         int special;
327
328         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
329         if (in_nmi())
330                 return;
331
332         local_irq_save(flags);
333
334         /*
335          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
336          * let it know that we have done so.
337          */
338         special = t->rcu_read_unlock_special;
339         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS) {
340                 rcu_preempt_qs(smp_processor_id());
341         }
342
343         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
344         if (in_irq() || in_serving_softirq()) {
345                 local_irq_restore(flags);
346                 return;
347         }
348
349         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
350         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
351                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
352
353                 /*
354                  * Remove this task from the list it blocked on.  The
355                  * task can migrate while we acquire the lock, but at
356                  * most one time.  So at most two passes through loop.
357                  */
358                 for (;;) {
359                         rnp = t->rcu_blocked_node;
360                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
361                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
362                                 break;
363                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
364                 }
365                 empty = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
366                 empty_exp = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
367                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
368                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
369                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
370                 t->rcu_blocked_node = NULL;
371                 trace_rcu_unlock_preempted_task("rcu_preempt",
372                                                 rnp->gpnum, t->pid);
373                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
374                         rnp->gp_tasks = np;
375                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
376                         rnp->exp_tasks = np;
377 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
378                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
379                         rnp->boost_tasks = np;
380                 /* Snapshot/clear ->rcu_boost_mutex with rcu_node lock held. */
381                 if (t->rcu_boost_mutex) {
382                         rbmp = t->rcu_boost_mutex;
383                         t->rcu_boost_mutex = NULL;
384                 }
385 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
386
387                 /*
388                  * If this was the last task on the current list, and if
389                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
390                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
391                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
392                  */
393                 empty_exp_now = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
394                 if (!empty && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
395                         trace_rcu_quiescent_state_report("preempt_rcu",
396                                                          rnp->gpnum,
397                                                          0, rnp->qsmask,
398                                                          rnp->level,
399                                                          rnp->grplo,
400                                                          rnp->grphi,
401                                                          !!rnp->gp_tasks);
402                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
403                 } else
404                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
405
406 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
407                 /* Unboost if we were boosted. */
408                 if (rbmp)
409                         rt_mutex_unlock(rbmp);
410 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
411
412                 /*
413                  * If this was the last task on the expedited lists,
414                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
415                  */
416                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
417                         rcu_report_exp_rnp(&rcu_preempt_state, rnp, true);
418         } else {
419                 local_irq_restore(flags);
420         }
421 }
422
423 /*
424  * Tree-preemptible RCU implementation for rcu_read_unlock().
425  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
426  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
427  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
428  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
429  */
430 void __rcu_read_unlock(void)
431 {
432         struct task_struct *t = current;
433
434         if (t->rcu_read_lock_nesting != 1)
435                 --t->rcu_read_lock_nesting;
436         else {
437                 barrier();  /* critical section before exit code. */
438                 t->rcu_read_lock_nesting = INT_MIN;
439                 barrier();  /* assign before ->rcu_read_unlock_special load */
440                 if (unlikely(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_unlock_special)))
441                         rcu_read_unlock_special(t);
442                 barrier();  /* ->rcu_read_unlock_special load before assign */
443                 t->rcu_read_lock_nesting = 0;
444         }
445 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
446         {
447                 int rrln = ACCESS_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting);
448
449                 WARN_ON_ONCE(rrln < 0 && rrln > INT_MIN / 2);
450         }
451 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING */
452 }
453 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
454
455 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE
456
457 /*
458  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
459  * grace period on the specified rcu_node structure.
460  */
461 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
462 {
463         unsigned long flags;
464         struct task_struct *t;
465
466         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
467                 return;
468         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
469         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
470                        struct task_struct, rcu_node_entry);
471         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry)
472                 sched_show_task(t);
473         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
474 }
475
476 /*
477  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
478  * grace period.
479  */
480 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
481 {
482         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
483
484         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
485         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
486                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
487 }
488
489 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
490
491 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
492 {
493 }
494
495 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
496
497 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
498
499 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
500 {
501         printk(KERN_ERR "\tTasks blocked on level-%d rcu_node (CPUs %d-%d):",
502                rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi);
503 }
504
505 static void rcu_print_task_stall_end(void)
506 {
507         printk(KERN_CONT "\n");
508 }
509
510 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
511
512 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
513 {
514 }
515
516 static void rcu_print_task_stall_end(void)
517 {
518 }
519
520 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
521
522 /*
523  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
524  * sections, printing out the tid of each.
525  */
526 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
527 {
528         struct task_struct *t;
529         int ndetected = 0;
530
531         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
532                 return 0;
533         rcu_print_task_stall_begin(rnp);
534         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
535                        struct task_struct, rcu_node_entry);
536         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
537                 printk(KERN_CONT " P%d", t->pid);
538                 ndetected++;
539         }
540         rcu_print_task_stall_end();
541         return ndetected;
542 }
543
544 /*
545  * Suppress preemptible RCU's CPU stall warnings by pushing the
546  * time of the next stall-warning message comfortably far into the
547  * future.
548  */
549 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
550 {
551         rcu_preempt_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
552 }
553
554 /*
555  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
556  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
557  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
558  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
559  * must be held by the caller.
560  *
561  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
562  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
563  */
564 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
565 {
566         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
567         if (!list_empty(&rnp->blkd_tasks))
568                 rnp->gp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
569         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
570 }
571
572 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
573
574 /*
575  * Handle tasklist migration for case in which all CPUs covered by the
576  * specified rcu_node have gone offline.  Move them up to the root
577  * rcu_node.  The reason for not just moving them to the immediate
578  * parent is to remove the need for rcu_read_unlock_special() to
579  * make more than two attempts to acquire the target rcu_node's lock.
580  * Returns true if there were tasks blocking the current RCU grace
581  * period.
582  *
583  * Returns 1 if there was previously a task blocking the current grace
584  * period on the specified rcu_node structure.
585  *
586  * The caller must hold rnp->lock with irqs disabled.
587  */
588 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
589                                      struct rcu_node *rnp,
590                                      struct rcu_data *rdp)
591 {
592         struct list_head *lp;
593         struct list_head *lp_root;
594         int retval = 0;
595         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
596         struct task_struct *t;
597
598         if (rnp == rnp_root) {
599                 WARN_ONCE(1, "Last CPU thought to be offlined?");
600                 return 0;  /* Shouldn't happen: at least one CPU online. */
601         }
602
603         /* If we are on an internal node, complain bitterly. */
604         WARN_ON_ONCE(rnp != rdp->mynode);
605
606         /*
607          * Move tasks up to root rcu_node.  Don't try to get fancy for
608          * this corner-case operation -- just put this node's tasks
609          * at the head of the root node's list, and update the root node's
610          * ->gp_tasks and ->exp_tasks pointers to those of this node's,
611          * if non-NULL.  This might result in waiting for more tasks than
612          * absolutely necessary, but this is a good performance/complexity
613          * tradeoff.
614          */
615         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->qsmask == 0)
616                 retval |= RCU_OFL_TASKS_NORM_GP;
617         if (rcu_preempted_readers_exp(rnp))
618                 retval |= RCU_OFL_TASKS_EXP_GP;
619         lp = &rnp->blkd_tasks;
620         lp_root = &rnp_root->blkd_tasks;
621         while (!list_empty(lp)) {
622                 t = list_entry(lp->next, typeof(*t), rcu_node_entry);
623                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
624                 list_del(&t->rcu_node_entry);
625                 t->rcu_blocked_node = rnp_root;
626                 list_add(&t->rcu_node_entry, lp_root);
627                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
628                         rnp_root->gp_tasks = rnp->gp_tasks;
629                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
630                         rnp_root->exp_tasks = rnp->exp_tasks;
631 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
632                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
633                         rnp_root->boost_tasks = rnp->boost_tasks;
634 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
635                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
636         }
637
638 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
639         /* In case root is being boosted and leaf is not. */
640         raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
641         if (rnp_root->boost_tasks != NULL &&
642             rnp_root->boost_tasks != rnp_root->gp_tasks)
643                 rnp_root->boost_tasks = rnp_root->gp_tasks;
644         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
645 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
646
647         rnp->gp_tasks = NULL;
648         rnp->exp_tasks = NULL;
649         return retval;
650 }
651
652 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
653
654 /*
655  * Do CPU-offline processing for preemptible RCU.
656  */
657 static void rcu_preempt_cleanup_dead_cpu(int cpu)
658 {
659         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_preempt_state);
660 }
661
662 /*
663  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
664  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
665  * which is checked elsewhere.
666  *
667  * Caller must disable hard irqs.
668  */
669 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
670 {
671         struct task_struct *t = current;
672
673         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
674                 rcu_preempt_qs(cpu);
675                 return;
676         }
677         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
678             per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).qs_pending)
679                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
680 }
681
682 /*
683  * Process callbacks for preemptible RCU.
684  */
685 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
686 {
687         __rcu_process_callbacks(&rcu_preempt_state,
688                                 &__get_cpu_var(rcu_preempt_data));
689 }
690
691 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
692
693 static void rcu_preempt_do_callbacks(void)
694 {
695         rcu_do_batch(&rcu_preempt_state, &__get_cpu_var(rcu_preempt_data));
696 }
697
698 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
699
700 /*
701  * Queue a preemptible-RCU callback for invocation after a grace period.
702  */
703 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
704 {
705         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, 0);
706 }
707 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
708
709 /*
710  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
711  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
712  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
713  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
714  * function may only be called from __kfree_rcu().
715  */
716 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
717                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
718 {
719         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, 1);
720 }
721 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
722
723 /**
724  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
725  *
726  * Control will return to the caller some time after a full grace
727  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
728  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
729  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
730  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
731  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
732  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
733  */
734 void synchronize_rcu(void)
735 {
736         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
737                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
738                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
739                            "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
740         if (!rcu_scheduler_active)
741                 return;
742         wait_rcu_gp(call_rcu);
743 }
744 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
745
746 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
747 static long sync_rcu_preempt_exp_count;
748 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
749
750 /*
751  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
752  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
753  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
754  * progress, returns zero unconditionally.
755  */
756 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp)
757 {
758         return rnp->exp_tasks != NULL;
759 }
760
761 /*
762  * return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
763  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
764  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
765  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
766  * RCU -- other RCU implementation use other means.
767  *
768  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
769  */
770 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
771 {
772         return !rcu_preempted_readers_exp(rnp) &&
773                ACCESS_ONCE(rnp->expmask) == 0;
774 }
775
776 /*
777  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
778  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
779  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
780  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
781  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
782  * iteratively!)
783  *
784  * Most callers will set the "wake" flag, but the task initiating the
785  * expedited grace period need not wake itself.
786  *
787  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
788  */
789 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
790                                bool wake)
791 {
792         unsigned long flags;
793         unsigned long mask;
794
795         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
796         for (;;) {
797                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
798                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
799                         break;
800                 }
801                 if (rnp->parent == NULL) {
802                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
803                         if (wake)
804                                 wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
805                         break;
806                 }
807                 mask = rnp->grpmask;
808                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
809                 rnp = rnp->parent;
810                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
811                 rnp->expmask &= ~mask;
812         }
813 }
814
815 /*
816  * Snapshot the tasks blocking the newly started preemptible-RCU expedited
817  * grace period for the specified rcu_node structure.  If there are no such
818  * tasks, report it up the rcu_node hierarchy.
819  *
820  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex and rsp->onofflock.
821  */
822 static void
823 sync_rcu_preempt_exp_init(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
824 {
825         unsigned long flags;
826         int must_wait = 0;
827
828         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
829         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks))
830                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
831         else {
832                 rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
833                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);  /* releases rnp->lock */
834                 must_wait = 1;
835         }
836         if (!must_wait)
837                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, false); /* Don't wake self. */
838 }
839
840 /**
841  * synchronize_rcu_expedited - Brute-force RCU grace period
842  *
843  * Wait for an RCU-preempt grace period, but expedite it.  The basic
844  * idea is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
845  * the ->blkd_tasks lists and wait for this list to drain.  This consumes
846  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
847  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.
848  * In fact, if you are using synchronize_rcu_expedited() in a loop,
849  * please restructure your code to batch your updates, and then Use a
850  * single synchronize_rcu() instead.
851  *
852  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
853  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
854  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
855  * these restriction will result in deadlock.
856  */
857 void synchronize_rcu_expedited(void)
858 {
859         unsigned long flags;
860         struct rcu_node *rnp;
861         struct rcu_state *rsp = &rcu_preempt_state;
862         long snap;
863         int trycount = 0;
864
865         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
866         snap = ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) + 1;
867         smp_mb(); /* Above access cannot bleed into critical section. */
868
869         /*
870          * Acquire lock, falling back to synchronize_rcu() if too many
871          * lock-acquisition failures.  Of course, if someone does the
872          * expedited grace period for us, just leave.
873          */
874         while (!mutex_trylock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex)) {
875                 if (trycount++ < 10)
876                         udelay(trycount * num_online_cpus());
877                 else {
878                         synchronize_rcu();
879                         return;
880                 }
881                 if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
882                         goto mb_ret; /* Others did our work for us. */
883         }
884         if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
885                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
886
887         /* force all RCU readers onto ->blkd_tasks lists. */
888         synchronize_sched_expedited();
889
890         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
891
892         /* Initialize ->expmask for all non-leaf rcu_node structures. */
893         rcu_for_each_nonleaf_node_breadth_first(rsp, rnp) {
894                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
895                 rnp->expmask = rnp->qsmaskinit;
896                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
897         }
898
899         /* Snapshot current state of ->blkd_tasks lists. */
900         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
901                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rnp);
902         if (NUM_RCU_NODES > 1)
903                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rcu_get_root(rsp));
904
905         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
906
907         /* Wait for snapshotted ->blkd_tasks lists to drain. */
908         rnp = rcu_get_root(rsp);
909         wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
910                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp));
911
912         /* Clean up and exit. */
913         smp_mb(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
914         ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count)++;
915 unlock_mb_ret:
916         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
917 mb_ret:
918         smp_mb(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
919 }
920 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
921
922 /*
923  * Check to see if there is any immediate preemptible-RCU-related work
924  * to be done.
925  */
926 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
927 {
928         return __rcu_pending(&rcu_preempt_state,
929                              &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu));
930 }
931
932 /*
933  * Does preemptible RCU have callbacks on this CPU?
934  */
935 static int rcu_preempt_cpu_has_callbacks(int cpu)
936 {
937         return !!per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).nxtlist;
938 }
939
940 /**
941  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
942  */
943 void rcu_barrier(void)
944 {
945         _rcu_barrier(&rcu_preempt_state, call_rcu);
946 }
947 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
948
949 /*
950  * Initialize preemptible RCU's per-CPU data.
951  */
952 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
953 {
954         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_preempt_state, 1);
955 }
956
957 /*
958  * Move preemptible RCU's callbacks from dying CPU to other online CPU
959  * and record a quiescent state.
960  */
961 static void rcu_preempt_cleanup_dying_cpu(void)
962 {
963         rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_preempt_state);
964 }
965
966 /*
967  * Initialize preemptible RCU's state structures.
968  */
969 static void __init __rcu_init_preempt(void)
970 {
971         rcu_init_one(&rcu_preempt_state, &rcu_preempt_data);
972 }
973
974 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
975
976 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_sched_state;
977
978 /*
979  * Tell them what RCU they are running.
980  */
981 static void __init rcu_bootup_announce(void)
982 {
983         printk(KERN_INFO "Hierarchical RCU implementation.\n");
984         rcu_bootup_announce_oddness();
985 }
986
987 /*
988  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
989  */
990 long rcu_batches_completed(void)
991 {
992         return rcu_batches_completed_sched();
993 }
994 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
995
996 /*
997  * Force a quiescent state for RCU, which, because there is no preemptible
998  * RCU, becomes the same as rcu-sched.
999  */
1000 void rcu_force_quiescent_state(void)
1001 {
1002         rcu_sched_force_quiescent_state();
1003 }
1004 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
1005
1006 /*
1007  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
1008  * CPUs being in quiescent states.
1009  */
1010 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
1011 {
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
1016  * RCU readers.
1017  */
1018 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
1019 {
1020         return 0;
1021 }
1022
1023 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1024
1025 /* Because preemptible RCU does not exist, no quieting of tasks. */
1026 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1027 {
1028         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1029 }
1030
1031 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1032
1033 /*
1034  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
1035  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
1036  */
1037 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
1038 {
1039 }
1040
1041 /*
1042  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
1043  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
1044  */
1045 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
1046 {
1047         return 0;
1048 }
1049
1050 /*
1051  * Because preemptible RCU does not exist, there is no need to suppress
1052  * its CPU stall warnings.
1053  */
1054 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
1055 {
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
1060  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
1061  * bogus qsmask values.
1062  */
1063 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
1064 {
1065         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1066 }
1067
1068 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1069
1070 /*
1071  * Because preemptible RCU does not exist, it never needs to migrate
1072  * tasks that were blocked within RCU read-side critical sections, and
1073  * such non-existent tasks cannot possibly have been blocking the current
1074  * grace period.
1075  */
1076 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
1077                                      struct rcu_node *rnp,
1078                                      struct rcu_data *rdp)
1079 {
1080         return 0;
1081 }
1082
1083 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1084
1085 /*
1086  * Because preemptible RCU does not exist, it never needs CPU-offline
1087  * processing.
1088  */
1089 static void rcu_preempt_cleanup_dead_cpu(int cpu)
1090 {
1091 }
1092
1093 /*
1094  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
1095  * to check.
1096  */
1097 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
1098 {
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
1103  * to process.
1104  */
1105 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
1106 {
1107 }
1108
1109 /*
1110  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
1111  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
1112  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
1113  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
1114  * function may only be called from __kfree_rcu().
1115  *
1116  * Because there is no preemptible RCU, we use RCU-sched instead.
1117  */
1118 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
1119                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1120 {
1121         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 1);
1122 }
1123 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
1124
1125 /*
1126  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
1127  * But because preemptible RCU does not exist, map to rcu-sched.
1128  */
1129 void synchronize_rcu_expedited(void)
1130 {
1131         synchronize_sched_expedited();
1132 }
1133 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
1134
1135 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1136
1137 /*
1138  * Because preemptible RCU does not exist, there is never any need to
1139  * report on tasks preempted in RCU read-side critical sections during
1140  * expedited RCU grace periods.
1141  */
1142 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1143                                bool wake)
1144 {
1145 }
1146
1147 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1148
1149 /*
1150  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any work to do.
1151  */
1152 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
1153 {
1154         return 0;
1155 }
1156
1157 /*
1158  * Because preemptible RCU does not exist, it never has callbacks
1159  */
1160 static int rcu_preempt_cpu_has_callbacks(int cpu)
1161 {
1162         return 0;
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
1167  * another name for rcu_barrier_sched().
1168  */
1169 void rcu_barrier(void)
1170 {
1171         rcu_barrier_sched();
1172 }
1173 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
1174
1175 /*
1176  * Because preemptible RCU does not exist, there is no per-CPU
1177  * data to initialize.
1178  */
1179 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
1180 {
1181 }
1182
1183 /*
1184  * Because there is no preemptible RCU, there is no cleanup to do.
1185  */
1186 static void rcu_preempt_cleanup_dying_cpu(void)
1187 {
1188 }
1189
1190 /*
1191  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
1192  */
1193 static void __init __rcu_init_preempt(void)
1194 {
1195 }
1196
1197 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1198
1199 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
1200
1201 #include "rtmutex_common.h"
1202
1203 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
1204
1205 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1206 {
1207         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks))
1208                 rnp->n_balk_blkd_tasks++;
1209         else if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->gp_tasks == NULL)
1210                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1211         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->boost_tasks != NULL)
1212                 rnp->n_balk_boost_tasks++;
1213         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->qsmask != 0)
1214                 rnp->n_balk_notblocked++;
1215         else if (rnp->gp_tasks != NULL &&
1216                  ULONG_CMP_LT(jiffies, rnp->boost_time))
1217                 rnp->n_balk_notyet++;
1218         else
1219                 rnp->n_balk_nos++;
1220 }
1221
1222 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1223
1224 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1225 {
1226 }
1227
1228 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1229
1230 /*
1231  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
1232  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
1233  * ->blkd_tasks list.
1234  *
1235  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
1236  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
1237  */
1238 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
1239 {
1240         unsigned long flags;
1241         struct rt_mutex mtx;
1242         struct task_struct *t;
1243         struct list_head *tb;
1244
1245         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL)
1246                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
1247
1248         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1249
1250         /*
1251          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
1252          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
1253          */
1254         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
1255                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1256                 return 0;
1257         }
1258
1259         /*
1260          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
1261          * This cannot starve the normal grace periods because a second
1262          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
1263          * those blocking the pre-existing normal grace period.
1264          */
1265         if (rnp->exp_tasks != NULL) {
1266                 tb = rnp->exp_tasks;
1267                 rnp->n_exp_boosts++;
1268         } else {
1269                 tb = rnp->boost_tasks;
1270                 rnp->n_normal_boosts++;
1271         }
1272         rnp->n_tasks_boosted++;
1273
1274         /*
1275          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
1276          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
1277          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
1278          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
1279          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
1280          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
1281          *
1282          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
1283          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
1284          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
1285          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
1286          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
1287          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
1288          * section.
1289          */
1290         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
1291         rt_mutex_init_proxy_locked(&mtx, t);
1292         t->rcu_boost_mutex = &mtx;
1293         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1294         rt_mutex_lock(&mtx);  /* Side effect: boosts task t's priority. */
1295         rt_mutex_unlock(&mtx);  /* Keep lockdep happy. */
1296
1297         return ACCESS_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
1298                ACCESS_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Timer handler to initiate waking up of boost kthreads that
1303  * have yielded the CPU due to excessive numbers of tasks to
1304  * boost.  We wake up the per-rcu_node kthread, which in turn
1305  * will wake up the booster kthread.
1306  */
1307 static void rcu_boost_kthread_timer(unsigned long arg)
1308 {
1309         invoke_rcu_node_kthread((struct rcu_node *)arg);
1310 }
1311
1312 /*
1313  * Priority-boosting kthread.  One per leaf rcu_node and one for the
1314  * root rcu_node.
1315  */
1316 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1317 {
1318         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1319         int spincnt = 0;
1320         int more2boost;
1321
1322         trace_rcu_utilization("Start boost kthread@init");
1323         for (;;) {
1324                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1325                 trace_rcu_utilization("End boost kthread@rcu_wait");
1326                 rcu_wait(rnp->boost_tasks || rnp->exp_tasks);
1327                 trace_rcu_utilization("Start boost kthread@rcu_wait");
1328                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1329                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1330                 if (more2boost)
1331                         spincnt++;
1332                 else
1333                         spincnt = 0;
1334                 if (spincnt > 10) {
1335                         trace_rcu_utilization("End boost kthread@rcu_yield");
1336                         rcu_yield(rcu_boost_kthread_timer, (unsigned long)rnp);
1337                         trace_rcu_utilization("Start boost kthread@rcu_yield");
1338                         spincnt = 0;
1339                 }
1340         }
1341         /* NOTREACHED */
1342         trace_rcu_utilization("End boost kthread@notreached");
1343         return 0;
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1348  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1349  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1350  * period in progress, it is always time to boost.
1351  *
1352  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases,
1353  * but irqs remain disabled.  The ->boost_kthread_task is immortal,
1354  * so we don't need to worry about it going away.
1355  */
1356 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1357 {
1358         struct task_struct *t;
1359
1360         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1361                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1362                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1363                 return;
1364         }
1365         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1366             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1367              rnp->boost_tasks == NULL &&
1368              rnp->qsmask == 0 &&
1369              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
1370                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1371                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
1372                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1373                 t = rnp->boost_kthread_task;
1374                 if (t != NULL)
1375                         wake_up_process(t);
1376         } else {
1377                 rcu_initiate_boost_trace(rnp);
1378                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1379         }
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Wake up the per-CPU kthread to invoke RCU callbacks.
1384  */
1385 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1386 {
1387         unsigned long flags;
1388
1389         local_irq_save(flags);
1390         __this_cpu_write(rcu_cpu_has_work, 1);
1391         if (__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) != NULL &&
1392             current != __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task))
1393                 wake_up_process(__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task));
1394         local_irq_restore(flags);
1395 }
1396
1397 /*
1398  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1399  * Caller must have preemption disabled.
1400  */
1401 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1402 {
1403         return __get_cpu_var(rcu_cpu_kthread_task) == current;
1404 }
1405
1406 /*
1407  * Set the affinity of the boost kthread.  The CPU-hotplug locks are
1408  * held, so no one should be messing with the existence of the boost
1409  * kthread.
1410  */
1411 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp,
1412                                           cpumask_var_t cm)
1413 {
1414         struct task_struct *t;
1415
1416         t = rnp->boost_kthread_task;
1417         if (t != NULL)
1418                 set_cpus_allowed_ptr(rnp->boost_kthread_task, cm);
1419 }
1420
1421 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1422
1423 /*
1424  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1425  */
1426 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1427 {
1428         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1433  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1434  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1435  */
1436 static int __cpuinit rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1437                                                  struct rcu_node *rnp,
1438                                                  int rnp_index)
1439 {
1440         unsigned long flags;
1441         struct sched_param sp;
1442         struct task_struct *t;
1443
1444         if (&rcu_preempt_state != rsp)
1445                 return 0;
1446         rsp->boost = 1;
1447         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1448                 return 0;
1449         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1450                            "rcub/%d", rnp_index);
1451         if (IS_ERR(t))
1452                 return PTR_ERR(t);
1453         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1454         rnp->boost_kthread_task = t;
1455         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1456         sp.sched_priority = RCU_BOOST_PRIO;
1457         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1458         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1459         return 0;
1460 }
1461
1462 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1463
1464 /*
1465  * Stop the RCU's per-CPU kthread when its CPU goes offline,.
1466  */
1467 static void rcu_stop_cpu_kthread(int cpu)
1468 {
1469         struct task_struct *t;
1470
1471         /* Stop the CPU's kthread. */
1472         t = per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu);
1473         if (t != NULL) {
1474                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) = NULL;
1475                 kthread_stop(t);
1476         }
1477 }
1478
1479 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1480
1481 static void rcu_kthread_do_work(void)
1482 {
1483         rcu_do_batch(&rcu_sched_state, &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1484         rcu_do_batch(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1485         rcu_preempt_do_callbacks();
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Wake up the specified per-rcu_node-structure kthread.
1490  * Because the per-rcu_node kthreads are immortal, we don't need
1491  * to do anything to keep them alive.
1492  */
1493 static void invoke_rcu_node_kthread(struct rcu_node *rnp)
1494 {
1495         struct task_struct *t;
1496
1497         t = rnp->node_kthread_task;
1498         if (t != NULL)
1499                 wake_up_process(t);
1500 }
1501
1502 /*
1503  * Set the specified CPU's kthread to run RT or not, as specified by
1504  * the to_rt argument.  The CPU-hotplug locks are held, so the task
1505  * is not going away.
1506  */
1507 static void rcu_cpu_kthread_setrt(int cpu, int to_rt)
1508 {
1509         int policy;
1510         struct sched_param sp;
1511         struct task_struct *t;
1512
1513         t = per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu);
1514         if (t == NULL)
1515                 return;
1516         if (to_rt) {
1517                 policy = SCHED_FIFO;
1518                 sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1519         } else {
1520                 policy = SCHED_NORMAL;
1521                 sp.sched_priority = 0;
1522         }
1523         sched_setscheduler_nocheck(t, policy, &sp);
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Timer handler to initiate the waking up of per-CPU kthreads that
1528  * have yielded the CPU due to excess numbers of RCU callbacks.
1529  * We wake up the per-rcu_node kthread, which in turn will wake up
1530  * the booster kthread.
1531  */
1532 static void rcu_cpu_kthread_timer(unsigned long arg)
1533 {
1534         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, arg);
1535         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1536
1537         atomic_or(rdp->grpmask, &rnp->wakemask);
1538         invoke_rcu_node_kthread(rnp);
1539 }
1540
1541 /*
1542  * Drop to non-real-time priority and yield, but only after posting a
1543  * timer that will cause us to regain our real-time priority if we
1544  * remain preempted.  Either way, we restore our real-time priority
1545  * before returning.
1546  */
1547 static void rcu_yield(void (*f)(unsigned long), unsigned long arg)
1548 {
1549         struct sched_param sp;
1550         struct timer_list yield_timer;
1551         int prio = current->rt_priority;
1552
1553         setup_timer_on_stack(&yield_timer, f, arg);
1554         mod_timer(&yield_timer, jiffies + 2);
1555         sp.sched_priority = 0;
1556         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_NORMAL, &sp);
1557         set_user_nice(current, 19);
1558         schedule();
1559         set_user_nice(current, 0);
1560         sp.sched_priority = prio;
1561         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1562         del_timer(&yield_timer);
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Handle cases where the rcu_cpu_kthread() ends up on the wrong CPU.
1567  * This can happen while the corresponding CPU is either coming online
1568  * or going offline.  We cannot wait until the CPU is fully online
1569  * before starting the kthread, because the various notifier functions
1570  * can wait for RCU grace periods.  So we park rcu_cpu_kthread() until
1571  * the corresponding CPU is online.
1572  *
1573  * Return 1 if the kthread needs to stop, 0 otherwise.
1574  *
1575  * Caller must disable bh.  This function can momentarily enable it.
1576  */
1577 static int rcu_cpu_kthread_should_stop(int cpu)
1578 {
1579         while (cpu_is_offline(cpu) ||
1580                !cpumask_equal(&current->cpus_allowed, cpumask_of(cpu)) ||
1581                smp_processor_id() != cpu) {
1582                 if (kthread_should_stop())
1583                         return 1;
1584                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
1585                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_cpu, cpu) = raw_smp_processor_id();
1586                 local_bh_enable();
1587                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
1588                 if (!cpumask_equal(&current->cpus_allowed, cpumask_of(cpu)))
1589                         set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(cpu));
1590                 local_bh_disable();
1591         }
1592         per_cpu(rcu_cpu_kthread_cpu, cpu) = cpu;
1593         return 0;
1594 }
1595
1596 /*
1597  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1598  * RCU softirq used in flavors and configurations of RCU that do not
1599  * support RCU priority boosting.
1600  */
1601 static int rcu_cpu_kthread(void *arg)
1602 {
1603         int cpu = (int)(long)arg;
1604         unsigned long flags;
1605         int spincnt = 0;
1606         unsigned int *statusp = &per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu);
1607         char work;
1608         char *workp = &per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu);
1609
1610         trace_rcu_utilization("Start CPU kthread@init");
1611         for (;;) {
1612                 *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1613                 trace_rcu_utilization("End CPU kthread@rcu_wait");
1614                 rcu_wait(*workp != 0 || kthread_should_stop());
1615                 trace_rcu_utilization("Start CPU kthread@rcu_wait");
1616                 local_bh_disable();
1617                 if (rcu_cpu_kthread_should_stop(cpu)) {
1618                         local_bh_enable();
1619                         break;
1620                 }
1621                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1622                 per_cpu(rcu_cpu_kthread_loops, cpu)++;
1623                 local_irq_save(flags);
1624                 work = *workp;
1625                 *workp = 0;
1626                 local_irq_restore(flags);
1627                 if (work)
1628                         rcu_kthread_do_work();
1629                 local_bh_enable();
1630                 if (*workp != 0)
1631                         spincnt++;
1632                 else
1633                         spincnt = 0;
1634                 if (spincnt > 10) {
1635                         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1636                         trace_rcu_utilization("End CPU kthread@rcu_yield");
1637                         rcu_yield(rcu_cpu_kthread_timer, (unsigned long)cpu);
1638                         trace_rcu_utilization("Start CPU kthread@rcu_yield");
1639                         spincnt = 0;
1640                 }
1641         }
1642         *statusp = RCU_KTHREAD_STOPPED;
1643         trace_rcu_utilization("End CPU kthread@term");
1644         return 0;
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Spawn a per-CPU kthread, setting up affinity and priority.
1649  * Because the CPU hotplug lock is held, no other CPU will be attempting
1650  * to manipulate rcu_cpu_kthread_task.  There might be another CPU
1651  * attempting to access it during boot, but the locking in kthread_bind()
1652  * will enforce sufficient ordering.
1653  *
1654  * Please note that we cannot simply refuse to wake up the per-CPU
1655  * kthread because kthreads are created in TASK_UNINTERRUPTIBLE state,
1656  * which can result in softlockup complaints if the task ends up being
1657  * idle for more than a couple of minutes.
1658  *
1659  * However, please note also that we cannot bind the per-CPU kthread to its
1660  * CPU until that CPU is fully online.  We also cannot wait until the
1661  * CPU is fully online before we create its per-CPU kthread, as this would
1662  * deadlock the system when CPU notifiers tried waiting for grace
1663  * periods.  So we bind the per-CPU kthread to its CPU only if the CPU
1664  * is online.  If its CPU is not yet fully online, then the code in
1665  * rcu_cpu_kthread() will wait until it is fully online, and then do
1666  * the binding.
1667  */
1668 static int __cpuinit rcu_spawn_one_cpu_kthread(int cpu)
1669 {
1670         struct sched_param sp;
1671         struct task_struct *t;
1672
1673         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
1674             per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) != NULL)
1675                 return 0;
1676         t = kthread_create_on_node(rcu_cpu_kthread,
1677                                    (void *)(long)cpu,
1678                                    cpu_to_node(cpu),
1679                                    "rcuc/%d", cpu);
1680         if (IS_ERR(t))
1681                 return PTR_ERR(t);
1682         if (cpu_online(cpu))
1683                 kthread_bind(t, cpu);
1684         per_cpu(rcu_cpu_kthread_cpu, cpu) = cpu;
1685         WARN_ON_ONCE(per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) != NULL);
1686         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1687         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1688         per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu) = t;
1689         wake_up_process(t); /* Get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1690         return 0;
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Per-rcu_node kthread, which is in charge of waking up the per-CPU
1695  * kthreads when needed.  We ignore requests to wake up kthreads
1696  * for offline CPUs, which is OK because force_quiescent_state()
1697  * takes care of this case.
1698  */
1699 static int rcu_node_kthread(void *arg)
1700 {
1701         int cpu;
1702         unsigned long flags;
1703         unsigned long mask;
1704         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1705         struct sched_param sp;
1706         struct task_struct *t;
1707
1708         for (;;) {
1709                 rnp->node_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1710                 rcu_wait(atomic_read(&rnp->wakemask) != 0);
1711                 rnp->node_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1712                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1713                 mask = atomic_xchg(&rnp->wakemask, 0);
1714                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1715                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1) {
1716                         if ((mask & 0x1) == 0)
1717                                 continue;
1718                         preempt_disable();
1719                         t = per_cpu(rcu_cpu_kthread_task, cpu);
1720                         if (!cpu_online(cpu) || t == NULL) {
1721                                 preempt_enable();
1722                                 continue;
1723                         }
1724                         per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 1;
1725                         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1726                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1727                         preempt_enable();
1728                 }
1729         }
1730         /* NOTREACHED */
1731         rnp->node_kthread_status = RCU_KTHREAD_STOPPED;
1732         return 0;
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1737  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1738  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1739  *
1740  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1741  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1742  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1743  */
1744 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1745 {
1746         cpumask_var_t cm;
1747         int cpu;
1748         unsigned long mask = rnp->qsmaskinit;
1749
1750         if (rnp->node_kthread_task == NULL)
1751                 return;
1752         if (!alloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1753                 return;
1754         cpumask_clear(cm);
1755         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1)
1756                 if ((mask & 0x1) && cpu != outgoingcpu)
1757                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1758         if (cpumask_weight(cm) == 0) {
1759                 cpumask_setall(cm);
1760                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++)
1761                         cpumask_clear_cpu(cpu, cm);
1762                 WARN_ON_ONCE(cpumask_weight(cm) == 0);
1763         }
1764         set_cpus_allowed_ptr(rnp->node_kthread_task, cm);
1765         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cm);
1766         free_cpumask_var(cm);
1767 }
1768
1769 /*
1770  * Spawn a per-rcu_node kthread, setting priority and affinity.
1771  * Called during boot before online/offline can happen, or, if
1772  * during runtime, with the main CPU-hotplug locks held.  So only
1773  * one of these can be executing at a time.
1774  */
1775 static int __cpuinit rcu_spawn_one_node_kthread(struct rcu_state *rsp,
1776                                                 struct rcu_node *rnp)
1777 {
1778         unsigned long flags;
1779         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1780         struct sched_param sp;
1781         struct task_struct *t;
1782
1783         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
1784             rnp->qsmaskinit == 0)
1785                 return 0;
1786         if (rnp->node_kthread_task == NULL) {
1787                 t = kthread_create(rcu_node_kthread, (void *)rnp,
1788                                    "rcun/%d", rnp_index);
1789                 if (IS_ERR(t))
1790                         return PTR_ERR(t);
1791                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1792                 rnp->node_kthread_task = t;
1793                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1794                 sp.sched_priority = 99;
1795                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1796                 wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1797         }
1798         return rcu_spawn_one_boost_kthread(rsp, rnp, rnp_index);
1799 }
1800
1801 /*
1802  * Spawn all kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1803  */
1804 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
1805 {
1806         int cpu;
1807         struct rcu_node *rnp;
1808
1809         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1810         for_each_possible_cpu(cpu) {
1811                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1812                 if (cpu_online(cpu))
1813                         (void)rcu_spawn_one_cpu_kthread(cpu);
1814         }
1815         rnp = rcu_get_root(rcu_state);
1816         (void)rcu_spawn_one_node_kthread(rcu_state, rnp);
1817         if (NUM_RCU_NODES > 1) {
1818                 rcu_for_each_leaf_node(rcu_state, rnp)
1819                         (void)rcu_spawn_one_node_kthread(rcu_state, rnp);
1820         }
1821         return 0;
1822 }
1823 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);
1824
1825 static void __cpuinit rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1826 {
1827         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
1828         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1829
1830         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
1831         if (rcu_scheduler_fully_active) {
1832                 (void)rcu_spawn_one_cpu_kthread(cpu);
1833                 if (rnp->node_kthread_task == NULL)
1834                         (void)rcu_spawn_one_node_kthread(rcu_state, rnp);
1835         }
1836 }
1837
1838 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1839
1840 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1841 {
1842         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1843 }
1844
1845 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1846 {
1847         WARN_ON_ONCE(1);
1848 }
1849
1850 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1851 {
1852         return false;
1853 }
1854
1855 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1856 {
1857 }
1858
1859 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1860
1861 static void rcu_stop_cpu_kthread(int cpu)
1862 {
1863 }
1864
1865 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1866
1867 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1868 {
1869 }
1870
1871 static void rcu_cpu_kthread_setrt(int cpu, int to_rt)
1872 {
1873 }
1874
1875 static int __init rcu_scheduler_really_started(void)
1876 {
1877         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1878         return 0;
1879 }
1880 early_initcall(rcu_scheduler_really_started);
1881
1882 static void __cpuinit rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1883 {
1884 }
1885
1886 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1887
1888 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1889
1890 /*
1891  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1892  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1893  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1894  * an exported member of the RCU API.
1895  *
1896  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether this CPU needs
1897  * any flavor of RCU.
1898  */
1899 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *delta_jiffies)
1900 {
1901         *delta_jiffies = ULONG_MAX;
1902         return rcu_cpu_has_callbacks(cpu);
1903 }
1904
1905 /*
1906  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother initializing for it.
1907  */
1908 static void rcu_prepare_for_idle_init(int cpu)
1909 {
1910 }
1911
1912 /*
1913  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1914  * after it.
1915  */
1916 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
1917 {
1918 }
1919
1920 /*
1921  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1922  * is nothing.
1923  */
1924 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
1925 {
1926 }
1927
1928 /*
1929  * Don't bother keeping a running count of the number of RCU callbacks
1930  * posted because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n.
1931  */
1932 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1933 {
1934 }
1935
1936 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1937
1938 /*
1939  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1940  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1941  * the energy-efficient dyntick-idle mode.  This is handled by a
1942  * state machine implemented by rcu_prepare_for_idle() below.
1943  *
1944  * The following three proprocessor symbols control this state machine:
1945  *
1946  * RCU_IDLE_FLUSHES gives the maximum number of times that we will attempt
1947  *      to satisfy RCU.  Beyond this point, it is better to incur a periodic
1948  *      scheduling-clock interrupt than to loop through the state machine
1949  *      at full power.
1950  * RCU_IDLE_OPT_FLUSHES gives the number of RCU_IDLE_FLUSHES that are
1951  *      optional if RCU does not need anything immediately from this
1952  *      CPU, even if this CPU still has RCU callbacks queued.  The first
1953  *      times through the state machine are mandatory: we need to give
1954  *      the state machine a chance to communicate a quiescent state
1955  *      to the RCU core.
1956  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1957  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1958  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1959  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1960  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1961  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1962  *      just power the system down and be done with it!
1963  * RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is
1964  *      permitted to sleep in dyntick-idle mode with only lazy RCU
1965  *      callbacks pending.  Setting this too high can OOM your system.
1966  *
1967  * The values below work well in practice.  If future workloads require
1968  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1969  * making the state machine smarter might be a better option.
1970  */
1971 #define RCU_IDLE_FLUSHES 5              /* Number of dyntick-idle tries. */
1972 #define RCU_IDLE_OPT_FLUSHES 3          /* Optional dyntick-idle tries. */
1973 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 6             /* Roughly one grace period. */
1974 #define RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY (6 * HZ) /* Roughly six seconds. */
1975
1976 /*
1977  * Does the specified flavor of RCU have non-lazy callbacks pending on
1978  * the specified CPU?  Both RCU flavor and CPU are specified by the
1979  * rcu_data structure.
1980  */
1981 static bool __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(struct rcu_data *rdp)
1982 {
1983         return rdp->qlen != rdp->qlen_lazy;
1984 }
1985
1986 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
1987
1988 /*
1989  * Are there non-lazy RCU-preempt callbacks?  (There cannot be if there
1990  * is no RCU-preempt in the kernel.)
1991  */
1992 static bool rcu_preempt_cpu_has_nonlazy_callbacks(int cpu)
1993 {
1994         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
1995
1996         return __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(rdp);
1997 }
1998
1999 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
2000
2001 static bool rcu_preempt_cpu_has_nonlazy_callbacks(int cpu)
2002 {
2003         return 0;
2004 }
2005
2006 #endif /* else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
2007
2008 /*
2009  * Does any flavor of RCU have non-lazy callbacks on the specified CPU?
2010  */
2011 static bool rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(int cpu)
2012 {
2013         return __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(&per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
2014                __rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(&per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
2015                rcu_preempt_cpu_has_nonlazy_callbacks(cpu);
2016 }
2017
2018 /*
2019  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode if either: (1) There are no
2020  * callbacks on this CPU, (2) this CPU has not yet attempted to enter
2021  * dyntick-idle mode, or (3) this CPU is in the process of attempting to
2022  * enter dyntick-idle mode.  Otherwise, if we have recently tried and failed
2023  * to enter dyntick-idle mode, we refuse to try to enter it.  After all,
2024  * it is better to incur scheduling-clock interrupts than to spin
2025  * continuously for the same time duration!
2026  *
2027  * The delta_jiffies argument is used to store the time when RCU is
2028  * going to need the CPU again if it still has callbacks.  The reason
2029  * for this is that rcu_prepare_for_idle() might need to post a timer,
2030  * but if so, it will do so after tick_nohz_stop_sched_tick() has set
2031  * the wakeup time for this CPU.  This means that RCU's timer can be
2032  * delayed until the wakeup time, which defeats the purpose of posting
2033  * a timer.
2034  */
2035 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *delta_jiffies)
2036 {
2037         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2038
2039         /* Flag a new idle sojourn to the idle-entry state machine. */
2040         rdtp->idle_first_pass = 1;
2041         /* If no callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
2042         if (!rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
2043                 *delta_jiffies = ULONG_MAX;
2044                 return 0;
2045         }
2046         if (rdtp->dyntick_holdoff == jiffies) {
2047                 /* RCU recently tried and failed, so don't try again. */
2048                 *delta_jiffies = 1;
2049                 return 1;
2050         }
2051         /* Set up for the possibility that RCU will post a timer. */
2052         if (rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(cpu))
2053                 *delta_jiffies = RCU_IDLE_GP_DELAY;
2054         else
2055                 *delta_jiffies = RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
2056         return 0;
2057 }
2058
2059 /*
2060  * Handler for smp_call_function_single().  The only point of this
2061  * handler is to wake the CPU up, so the handler does only tracing.
2062  */
2063 void rcu_idle_demigrate(void *unused)
2064 {
2065         trace_rcu_prep_idle("Demigrate");
2066 }
2067
2068 /*
2069  * Timer handler used to force CPU to start pushing its remaining RCU
2070  * callbacks in the case where it entered dyntick-idle mode with callbacks
2071  * pending.  The hander doesn't really need to do anything because the
2072  * real work is done upon re-entry to idle, or by the next scheduling-clock
2073  * interrupt should idle not be re-entered.
2074  *
2075  * One special case: the timer gets migrated without awakening the CPU
2076  * on which the timer was scheduled on.  In this case, we must wake up
2077  * that CPU.  We do so with smp_call_function_single().
2078  */
2079 static void rcu_idle_gp_timer_func(unsigned long cpu_in)
2080 {
2081         int cpu = (int)cpu_in;
2082
2083         trace_rcu_prep_idle("Timer");
2084         if (cpu != smp_processor_id())
2085                 smp_call_function_single(cpu, rcu_idle_demigrate, NULL, 0);
2086         else
2087                 WARN_ON_ONCE(1); /* Getting here can hang the system... */
2088 }
2089
2090 /*
2091  * Initialize the timer used to pull CPUs out of dyntick-idle mode.
2092  */
2093 static void rcu_prepare_for_idle_init(int cpu)
2094 {
2095         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2096
2097         rdtp->dyntick_holdoff = jiffies - 1;
2098         setup_timer(&rdtp->idle_gp_timer, rcu_idle_gp_timer_func, cpu);
2099         rdtp->idle_gp_timer_expires = jiffies - 1;
2100         rdtp->idle_first_pass = 1;
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Clean up for exit from idle.  Because we are exiting from idle, there
2105  * is no longer any point to ->idle_gp_timer, so cancel it.  This will
2106  * do nothing if this timer is not active, so just cancel it unconditionally.
2107  */
2108 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
2109 {
2110         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2111
2112         del_timer(&rdtp->idle_gp_timer);
2113         trace_rcu_prep_idle("Cleanup after idle");
2114 }
2115
2116 /*
2117  * Check to see if any RCU-related work can be done by the current CPU,
2118  * and if so, schedule a softirq to get it done.  This function is part
2119  * of the RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2120  *
2121  * The idea is for the current CPU to clear out all work required by the
2122  * RCU core for the current grace period, so that this CPU can be permitted
2123  * to enter dyntick-idle mode.  In some cases, it will need to be awakened
2124  * at the end of the grace period by whatever CPU ends the grace period.
2125  * This allows CPUs to go dyntick-idle more quickly, and to reduce the
2126  * number of wakeups by a modest integer factor.
2127  *
2128  * Because it is not legal to invoke rcu_process_callbacks() with irqs
2129  * disabled, we do one pass of force_quiescent_state(), then do a
2130  * invoke_rcu_core() to cause rcu_process_callbacks() to be invoked
2131  * later.  The ->dyntick_drain field controls the sequencing.
2132  *
2133  * The caller must have disabled interrupts.
2134  */
2135 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
2136 {
2137         struct timer_list *tp;
2138         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2139
2140         /*
2141          * If this is an idle re-entry, for example, due to use of
2142          * RCU_NONIDLE() or the new idle-loop tracing API within the idle
2143          * loop, then don't take any state-machine actions, unless the
2144          * momentary exit from idle queued additional non-lazy callbacks.
2145          * Instead, repost the ->idle_gp_timer if this CPU has callbacks
2146          * pending.
2147          */
2148         if (!rdtp->idle_first_pass &&
2149             (rdtp->nonlazy_posted == rdtp->nonlazy_posted_snap)) {
2150                 if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
2151                         tp = &rdtp->idle_gp_timer;
2152                         mod_timer_pinned(tp, rdtp->idle_gp_timer_expires);
2153                 }
2154                 return;
2155         }
2156         rdtp->idle_first_pass = 0;
2157         rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted - 1;
2158
2159         /*
2160          * If there are no callbacks on this CPU, enter dyntick-idle mode.
2161          * Also reset state to avoid prejudicing later attempts.
2162          */
2163         if (!rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
2164                 rdtp->dyntick_holdoff = jiffies - 1;
2165                 rdtp->dyntick_drain = 0;
2166                 trace_rcu_prep_idle("No callbacks");
2167                 return;
2168         }
2169
2170         /*
2171          * If in holdoff mode, just return.  We will presumably have
2172          * refrained from disabling the scheduling-clock tick.
2173          */
2174         if (rdtp->dyntick_holdoff == jiffies) {
2175                 trace_rcu_prep_idle("In holdoff");
2176                 return;
2177         }
2178
2179         /* Check and update the ->dyntick_drain sequencing. */
2180         if (rdtp->dyntick_drain <= 0) {
2181                 /* First time through, initialize the counter. */
2182                 rdtp->dyntick_drain = RCU_IDLE_FLUSHES;
2183         } else if (rdtp->dyntick_drain <= RCU_IDLE_OPT_FLUSHES &&
2184                    !rcu_pending(cpu) &&
2185                    !local_softirq_pending()) {
2186                 /* Can we go dyntick-idle despite still having callbacks? */
2187                 rdtp->dyntick_drain = 0;
2188                 rdtp->dyntick_holdoff = jiffies;
2189                 if (rcu_cpu_has_nonlazy_callbacks(cpu)) {
2190                         trace_rcu_prep_idle("Dyntick with callbacks");
2191                         rdtp->idle_gp_timer_expires =
2192                                            jiffies + RCU_IDLE_GP_DELAY;
2193                 } else {
2194                         rdtp->idle_gp_timer_expires =
2195                                            jiffies + RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
2196                         trace_rcu_prep_idle("Dyntick with lazy callbacks");
2197                 }
2198                 tp = &rdtp->idle_gp_timer;
2199                 mod_timer_pinned(tp, rdtp->idle_gp_timer_expires);
2200                 rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
2201                 return; /* Nothing more to do immediately. */
2202         } else if (--(rdtp->dyntick_drain) <= 0) {
2203                 /* We have hit the limit, so time to give up. */
2204                 rdtp->dyntick_holdoff = jiffies;
2205                 trace_rcu_prep_idle("Begin holdoff");
2206                 invoke_rcu_core();  /* Force the CPU out of dyntick-idle. */
2207                 return;
2208         }
2209
2210         /*
2211          * Do one step of pushing the remaining RCU callbacks through
2212          * the RCU core state machine.
2213          */
2214 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
2215         if (per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).nxtlist) {
2216                 rcu_preempt_qs(cpu);
2217                 force_quiescent_state(&rcu_preempt_state, 0);
2218         }
2219 #endif /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
2220         if (per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist) {
2221                 rcu_sched_qs(cpu);
2222                 force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
2223         }
2224         if (per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist) {
2225                 rcu_bh_qs(cpu);
2226                 force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
2227         }
2228
2229         /*
2230          * If RCU callbacks are still pending, RCU still needs this CPU.
2231          * So try forcing the callbacks through the grace period.
2232          */
2233         if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu)) {
2234                 trace_rcu_prep_idle("More callbacks");
2235                 invoke_rcu_core();
2236         } else
2237                 trace_rcu_prep_idle("Callbacks drained");
2238 }
2239
2240 /*
2241  * Keep a running count of the number of non-lazy callbacks posted
2242  * on this CPU.  This running counter (which is never decremented) allows
2243  * rcu_prepare_for_idle() to detect when something out of the idle loop
2244  * posts a callback, even if an equal number of callbacks are invoked.
2245  * Of course, callbacks should only be posted from within a trace event
2246  * designed to be called from idle or from within RCU_NONIDLE().
2247  */
2248 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
2249 {
2250         __this_cpu_add(rcu_dynticks.nonlazy_posted, 1);
2251 }
2252
2253 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
2254
2255 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
2256
2257 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
2258
2259 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
2260 {
2261         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2262         struct timer_list *tltp = &rdtp->idle_gp_timer;
2263
2264         sprintf(cp, "drain=%d %c timer=%lu",
2265                 rdtp->dyntick_drain,
2266                 rdtp->dyntick_holdoff == jiffies ? 'H' : '.',
2267                 timer_pending(tltp) ? tltp->expires - jiffies : -1);
2268 }
2269
2270 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
2271
2272 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
2273 {
2274 }
2275
2276 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
2277
2278 /* Initiate the stall-info list. */
2279 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
2280 {
2281         printk(KERN_CONT "\n");
2282 }
2283
2284 /*
2285  * Print out diagnostic information for the specified stalled CPU.
2286  *
2287  * If the specified CPU is aware of the current RCU grace period
2288  * (flavor specified by rsp), then print the number of scheduling
2289  * clock interrupts the CPU has taken during the time that it has
2290  * been aware.  Otherwise, print the number of RCU grace periods
2291  * that this CPU is ignorant of, for example, "1" if the CPU was
2292  * aware of the previous grace period.
2293  *
2294  * Also print out idle and (if CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) idle-entry info.
2295  */
2296 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2297 {
2298         char fast_no_hz[72];
2299         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2300         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
2301         char *ticks_title;
2302         unsigned long ticks_value;
2303
2304         if (rsp->gpnum == rdp->gpnum) {
2305                 ticks_title = "ticks this GP";
2306                 ticks_value = rdp->ticks_this_gp;
2307         } else {
2308                 ticks_title = "GPs behind";
2309                 ticks_value = rsp->gpnum - rdp->gpnum;
2310         }
2311         print_cpu_stall_fast_no_hz(fast_no_hz, cpu);
2312         printk(KERN_ERR "\t%d: (%lu %s) idle=%03x/%llx/%d %s\n",
2313                cpu, ticks_value, ticks_title,
2314                atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0xfff,
2315                rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting,
2316                fast_no_hz);
2317 }
2318
2319 /* Terminate the stall-info list. */
2320 static void print_cpu_stall_info_end(void)
2321 {
2322         printk(KERN_ERR "\t");
2323 }
2324
2325 /* Zero ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
2326 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
2327 {
2328         rdp->ticks_this_gp = 0;
2329 }
2330
2331 /* Increment ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
2332 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
2333 {
2334         __get_cpu_var(rcu_sched_data).ticks_this_gp++;
2335         __get_cpu_var(rcu_bh_data).ticks_this_gp++;
2336 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
2337         __get_cpu_var(rcu_preempt_data).ticks_this_gp++;
2338 #endif /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
2339 }
2340
2341 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
2342
2343 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
2344 {
2345         printk(KERN_CONT " {");
2346 }
2347
2348 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2349 {
2350         printk(KERN_CONT " %d", cpu);
2351 }
2352
2353 static void print_cpu_stall_info_end(void)
2354 {
2355         printk(KERN_CONT "} ");
2356 }
2357
2358 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
2359 {
2360 }
2361
2362 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
2363 {
2364 }
2365
2366 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */