Merge tag 'v3.13-rc4' into core/locking
[linux.git] / kernel / rcu / tree_plugin.h
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
3  * Internal non-public definitions that provide either classic
4  * or preemptible semantics.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
19  *
20  * Copyright Red Hat, 2009
21  * Copyright IBM Corporation, 2009
22  *
23  * Author: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
24  *         Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com>
25  */
26
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/gfp.h>
29 #include <linux/oom.h>
30 #include <linux/smpboot.h>
31 #include "../time/tick-internal.h"
32
33 #define RCU_KTHREAD_PRIO 1
34
35 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
36 #define RCU_BOOST_PRIO CONFIG_RCU_BOOST_PRIO
37 #else
38 #define RCU_BOOST_PRIO RCU_KTHREAD_PRIO
39 #endif
40
41 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
42 static cpumask_var_t rcu_nocb_mask; /* CPUs to have callbacks offloaded. */
43 static bool have_rcu_nocb_mask;     /* Was rcu_nocb_mask allocated? */
44 static bool __read_mostly rcu_nocb_poll;    /* Offload kthread are to poll. */
45 static char __initdata nocb_buf[NR_CPUS * 5];
46 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
47
48 /*
49  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
50  * messages about anything out of the ordinary.  If you like #ifdef, you
51  * will love this function.
52  */
53 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
54 {
55 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
56         pr_info("\tRCU debugfs-based tracing is enabled.\n");
57 #endif
58 #if (defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 64) || (!defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 32)
59         pr_info("\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d\n",
60                CONFIG_RCU_FANOUT);
61 #endif
62 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
63         pr_info("\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
64 #endif
65 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
66         pr_info("\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
67 #endif
68 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
69         pr_info("\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
70 #endif
71 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE
72         pr_info("\tRCU torture testing starts during boot.\n");
73 #endif
74 #if defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU) && !defined(CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE)
75         pr_info("\tDump stacks of tasks blocking RCU-preempt GP.\n");
76 #endif
77 #if defined(CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO)
78         pr_info("\tAdditional per-CPU info printed with stalls.\n");
79 #endif
80 #if NUM_RCU_LVL_4 != 0
81         pr_info("\tFour-level hierarchy is enabled.\n");
82 #endif
83         if (rcu_fanout_leaf != CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF)
84                 pr_info("\tBoot-time adjustment of leaf fanout to %d.\n", rcu_fanout_leaf);
85         if (nr_cpu_ids != NR_CPUS)
86                 pr_info("\tRCU restricting CPUs from NR_CPUS=%d to nr_cpu_ids=%d.\n", NR_CPUS, nr_cpu_ids);
87 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
88 #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_NONE
89         if (!have_rcu_nocb_mask) {
90                 zalloc_cpumask_var(&rcu_nocb_mask, GFP_KERNEL);
91                 have_rcu_nocb_mask = true;
92         }
93 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ZERO
94         pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPU 0\n");
95         cpumask_set_cpu(0, rcu_nocb_mask);
96 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ZERO */
97 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL
98         pr_info("\tOffload RCU callbacks from all CPUs\n");
99         cpumask_copy(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask);
100 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL */
101 #endif /* #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_NONE */
102         if (have_rcu_nocb_mask) {
103                 if (!cpumask_subset(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask)) {
104                         pr_info("\tNote: kernel parameter 'rcu_nocbs=' contains nonexistent CPUs.\n");
105                         cpumask_and(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask,
106                                     rcu_nocb_mask);
107                 }
108                 cpulist_scnprintf(nocb_buf, sizeof(nocb_buf), rcu_nocb_mask);
109                 pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPUs: %s.\n", nocb_buf);
110                 if (rcu_nocb_poll)
111                         pr_info("\tPoll for callbacks from no-CBs CPUs.\n");
112         }
113 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
114 }
115
116 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
117
118 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt, 'p', call_rcu);
119 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_preempt_state;
120
121 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp);
122
123 /*
124  * Tell them what RCU they are running.
125  */
126 static void __init rcu_bootup_announce(void)
127 {
128         pr_info("Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
129         rcu_bootup_announce_oddness();
130 }
131
132 /*
133  * Return the number of RCU-preempt batches processed thus far
134  * for debug and statistics.
135  */
136 long rcu_batches_completed_preempt(void)
137 {
138         return rcu_preempt_state.completed;
139 }
140 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_preempt);
141
142 /*
143  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
144  */
145 long rcu_batches_completed(void)
146 {
147         return rcu_batches_completed_preempt();
148 }
149 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
150
151 /*
152  * Force a quiescent state for preemptible RCU.
153  */
154 void rcu_force_quiescent_state(void)
155 {
156         force_quiescent_state(&rcu_preempt_state);
157 }
158 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
159
160 /*
161  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
162  * that this just means that the task currently running on the CPU is
163  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
164  * while in an RCU read-side critical section.
165  *
166  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
167  * must disable irqs in order to protect the assignment to
168  * ->rcu_read_unlock_special.
169  */
170 static void rcu_preempt_qs(int cpu)
171 {
172         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
173
174         if (rdp->passed_quiesce == 0)
175                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_preempt"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
176         rdp->passed_quiesce = 1;
177         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
178 }
179
180 /*
181  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
182  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
183  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
184  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
185  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
186  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
187  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
188  * predating the current grace period drain, in other words, until
189  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
190  *
191  * Caller must disable preemption.
192  */
193 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
194 {
195         struct task_struct *t = current;
196         unsigned long flags;
197         struct rcu_data *rdp;
198         struct rcu_node *rnp;
199
200         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
201             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
202
203                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
204                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_preempt_state.rda, cpu);
205                 rnp = rdp->mynode;
206                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
207                 smp_mb__after_unlock_lock();
208                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
209                 t->rcu_blocked_node = rnp;
210
211                 /*
212                  * If this CPU has already checked in, then this task
213                  * will hold up the next grace period rather than the
214                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
215                  * If the task is queued for the current grace period
216                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
217                  * state for the current grace period), then as long
218                  * as that task remains queued, the current grace period
219                  * cannot end.  Note that there is some uncertainty as
220                  * to exactly when the current grace period started.
221                  * We take a conservative approach, which can result
222                  * in unnecessarily waiting on tasks that started very
223                  * slightly after the current grace period began.  C'est
224                  * la vie!!!
225                  *
226                  * But first, note that the current CPU must still be
227                  * on line!
228                  */
229                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) == 0);
230                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
231                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && rnp->gp_tasks != NULL) {
232                         list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks->prev);
233                         rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
234 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
235                         if (rnp->boost_tasks != NULL)
236                                 rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
237 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
238                 } else {
239                         list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
240                         if (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
241                                 rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
242                 }
243                 trace_rcu_preempt_task(rdp->rsp->name,
244                                        t->pid,
245                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
246                                        ? rnp->gpnum
247                                        : rnp->gpnum + 1);
248                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
249         } else if (t->rcu_read_lock_nesting < 0 &&
250                    t->rcu_read_unlock_special) {
251
252                 /*
253                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
254                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
255                  */
256                 rcu_read_unlock_special(t);
257         }
258
259         /*
260          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
261          * begin with, or we have now recorded that critical section
262          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
263          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
264          * section, and if that critical section was blocking the current
265          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
266          * means that we continue to block the current grace period.
267          */
268         local_irq_save(flags);
269         rcu_preempt_qs(cpu);
270         local_irq_restore(flags);
271 }
272
273 /*
274  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
275  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
276  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
277  */
278 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
279 {
280         return rnp->gp_tasks != NULL;
281 }
282
283 /*
284  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
285  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
286  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
287  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
288  * disabled.
289  */
290 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
291         __releases(rnp->lock)
292 {
293         unsigned long mask;
294         struct rcu_node *rnp_p;
295
296         if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
297                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
298                 return;  /* Still need more quiescent states! */
299         }
300
301         rnp_p = rnp->parent;
302         if (rnp_p == NULL) {
303                 /*
304                  * Either there is only one rcu_node in the tree,
305                  * or tasks were kicked up to root rcu_node due to
306                  * CPUs going offline.
307                  */
308                 rcu_report_qs_rsp(&rcu_preempt_state, flags);
309                 return;
310         }
311
312         /* Report up the rest of the hierarchy. */
313         mask = rnp->grpmask;
314         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
315         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
316         smp_mb__after_unlock_lock();
317         rcu_report_qs_rnp(mask, &rcu_preempt_state, rnp_p, flags);
318 }
319
320 /*
321  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
322  * returning NULL if at the end of the list.
323  */
324 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
325                                              struct rcu_node *rnp)
326 {
327         struct list_head *np;
328
329         np = t->rcu_node_entry.next;
330         if (np == &rnp->blkd_tasks)
331                 np = NULL;
332         return np;
333 }
334
335 /*
336  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
337  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
338  * read-side critical section.
339  */
340 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
341 {
342         int empty;
343         int empty_exp;
344         int empty_exp_now;
345         unsigned long flags;
346         struct list_head *np;
347 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
348         struct rt_mutex *rbmp = NULL;
349 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
350         struct rcu_node *rnp;
351         int special;
352
353         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
354         if (in_nmi())
355                 return;
356
357         local_irq_save(flags);
358
359         /*
360          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
361          * let it know that we have done so.
362          */
363         special = t->rcu_read_unlock_special;
364         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS) {
365                 rcu_preempt_qs(smp_processor_id());
366         }
367
368         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
369         if (in_irq() || in_serving_softirq()) {
370                 local_irq_restore(flags);
371                 return;
372         }
373
374         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
375         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
376                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
377
378                 /*
379                  * Remove this task from the list it blocked on.  The
380                  * task can migrate while we acquire the lock, but at
381                  * most one time.  So at most two passes through loop.
382                  */
383                 for (;;) {
384                         rnp = t->rcu_blocked_node;
385                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
386                         smp_mb__after_unlock_lock();
387                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
388                                 break;
389                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
390                 }
391                 empty = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
392                 empty_exp = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
393                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
394                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
395                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
396                 t->rcu_blocked_node = NULL;
397                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt"),
398                                                 rnp->gpnum, t->pid);
399                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
400                         rnp->gp_tasks = np;
401                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
402                         rnp->exp_tasks = np;
403 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
404                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
405                         rnp->boost_tasks = np;
406                 /* Snapshot/clear ->rcu_boost_mutex with rcu_node lock held. */
407                 if (t->rcu_boost_mutex) {
408                         rbmp = t->rcu_boost_mutex;
409                         t->rcu_boost_mutex = NULL;
410                 }
411 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
412
413                 /*
414                  * If this was the last task on the current list, and if
415                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
416                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
417                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
418                  */
419                 empty_exp_now = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
420                 if (!empty && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
421                         trace_rcu_quiescent_state_report(TPS("preempt_rcu"),
422                                                          rnp->gpnum,
423                                                          0, rnp->qsmask,
424                                                          rnp->level,
425                                                          rnp->grplo,
426                                                          rnp->grphi,
427                                                          !!rnp->gp_tasks);
428                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
429                 } else {
430                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
431                 }
432
433 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
434                 /* Unboost if we were boosted. */
435                 if (rbmp)
436                         rt_mutex_unlock(rbmp);
437 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
438
439                 /*
440                  * If this was the last task on the expedited lists,
441                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
442                  */
443                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
444                         rcu_report_exp_rnp(&rcu_preempt_state, rnp, true);
445         } else {
446                 local_irq_restore(flags);
447         }
448 }
449
450 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE
451
452 /*
453  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
454  * grace period on the specified rcu_node structure.
455  */
456 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
457 {
458         unsigned long flags;
459         struct task_struct *t;
460
461         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
462         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
463                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
464                 return;
465         }
466         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
467                        struct task_struct, rcu_node_entry);
468         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry)
469                 sched_show_task(t);
470         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
471 }
472
473 /*
474  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
475  * grace period.
476  */
477 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
478 {
479         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
480
481         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
482         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
483                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
484 }
485
486 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
487
488 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
489 {
490 }
491
492 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
493
494 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
495
496 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
497 {
498         pr_err("\tTasks blocked on level-%d rcu_node (CPUs %d-%d):",
499                rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi);
500 }
501
502 static void rcu_print_task_stall_end(void)
503 {
504         pr_cont("\n");
505 }
506
507 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
508
509 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
510 {
511 }
512
513 static void rcu_print_task_stall_end(void)
514 {
515 }
516
517 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
518
519 /*
520  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
521  * sections, printing out the tid of each.
522  */
523 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
524 {
525         struct task_struct *t;
526         int ndetected = 0;
527
528         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
529                 return 0;
530         rcu_print_task_stall_begin(rnp);
531         t = list_entry(rnp->gp_tasks,
532                        struct task_struct, rcu_node_entry);
533         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
534                 pr_cont(" P%d", t->pid);
535                 ndetected++;
536         }
537         rcu_print_task_stall_end();
538         return ndetected;
539 }
540
541 /*
542  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
543  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
544  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
545  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
546  * must be held by the caller.
547  *
548  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
549  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
550  */
551 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
552 {
553         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
554         if (!list_empty(&rnp->blkd_tasks))
555                 rnp->gp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
556         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
557 }
558
559 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
560
561 /*
562  * Handle tasklist migration for case in which all CPUs covered by the
563  * specified rcu_node have gone offline.  Move them up to the root
564  * rcu_node.  The reason for not just moving them to the immediate
565  * parent is to remove the need for rcu_read_unlock_special() to
566  * make more than two attempts to acquire the target rcu_node's lock.
567  * Returns true if there were tasks blocking the current RCU grace
568  * period.
569  *
570  * Returns 1 if there was previously a task blocking the current grace
571  * period on the specified rcu_node structure.
572  *
573  * The caller must hold rnp->lock with irqs disabled.
574  */
575 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
576                                      struct rcu_node *rnp,
577                                      struct rcu_data *rdp)
578 {
579         struct list_head *lp;
580         struct list_head *lp_root;
581         int retval = 0;
582         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
583         struct task_struct *t;
584
585         if (rnp == rnp_root) {
586                 WARN_ONCE(1, "Last CPU thought to be offlined?");
587                 return 0;  /* Shouldn't happen: at least one CPU online. */
588         }
589
590         /* If we are on an internal node, complain bitterly. */
591         WARN_ON_ONCE(rnp != rdp->mynode);
592
593         /*
594          * Move tasks up to root rcu_node.  Don't try to get fancy for
595          * this corner-case operation -- just put this node's tasks
596          * at the head of the root node's list, and update the root node's
597          * ->gp_tasks and ->exp_tasks pointers to those of this node's,
598          * if non-NULL.  This might result in waiting for more tasks than
599          * absolutely necessary, but this is a good performance/complexity
600          * tradeoff.
601          */
602         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->qsmask == 0)
603                 retval |= RCU_OFL_TASKS_NORM_GP;
604         if (rcu_preempted_readers_exp(rnp))
605                 retval |= RCU_OFL_TASKS_EXP_GP;
606         lp = &rnp->blkd_tasks;
607         lp_root = &rnp_root->blkd_tasks;
608         while (!list_empty(lp)) {
609                 t = list_entry(lp->next, typeof(*t), rcu_node_entry);
610                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
611                 smp_mb__after_unlock_lock();
612                 list_del(&t->rcu_node_entry);
613                 t->rcu_blocked_node = rnp_root;
614                 list_add(&t->rcu_node_entry, lp_root);
615                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
616                         rnp_root->gp_tasks = rnp->gp_tasks;
617                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
618                         rnp_root->exp_tasks = rnp->exp_tasks;
619 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
620                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
621                         rnp_root->boost_tasks = rnp->boost_tasks;
622 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
623                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
624         }
625
626         rnp->gp_tasks = NULL;
627         rnp->exp_tasks = NULL;
628 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
629         rnp->boost_tasks = NULL;
630         /*
631          * In case root is being boosted and leaf was not.  Make sure
632          * that we boost the tasks blocking the current grace period
633          * in this case.
634          */
635         raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
636         smp_mb__after_unlock_lock();
637         if (rnp_root->boost_tasks != NULL &&
638             rnp_root->boost_tasks != rnp_root->gp_tasks &&
639             rnp_root->boost_tasks != rnp_root->exp_tasks)
640                 rnp_root->boost_tasks = rnp_root->gp_tasks;
641         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs still disabled */
642 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
643
644         return retval;
645 }
646
647 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
648
649 /*
650  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
651  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
652  * which is checked elsewhere.
653  *
654  * Caller must disable hard irqs.
655  */
656 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
657 {
658         struct task_struct *t = current;
659
660         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
661                 rcu_preempt_qs(cpu);
662                 return;
663         }
664         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
665             per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).qs_pending)
666                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
667 }
668
669 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
670
671 static void rcu_preempt_do_callbacks(void)
672 {
673         rcu_do_batch(&rcu_preempt_state, this_cpu_ptr(&rcu_preempt_data));
674 }
675
676 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
677
678 /*
679  * Queue a preemptible-RCU callback for invocation after a grace period.
680  */
681 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
682 {
683         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, -1, 0);
684 }
685 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
686
687 /*
688  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
689  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
690  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
691  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
692  * function may only be called from __kfree_rcu().
693  */
694 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
695                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
696 {
697         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state, -1, 1);
698 }
699 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
700
701 /**
702  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
703  *
704  * Control will return to the caller some time after a full grace
705  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
706  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
707  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
708  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
709  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
710  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
711  *
712  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
713  * on memory ordering guarantees.
714  */
715 void synchronize_rcu(void)
716 {
717         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
718                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
719                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
720                            "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
721         if (!rcu_scheduler_active)
722                 return;
723         if (rcu_expedited)
724                 synchronize_rcu_expedited();
725         else
726                 wait_rcu_gp(call_rcu);
727 }
728 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
729
730 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
731 static unsigned long sync_rcu_preempt_exp_count;
732 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
733
734 /*
735  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
736  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
737  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
738  * progress, returns zero unconditionally.
739  */
740 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp)
741 {
742         return rnp->exp_tasks != NULL;
743 }
744
745 /*
746  * return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
747  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
748  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
749  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
750  * RCU -- other RCU implementation use other means.
751  *
752  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
753  */
754 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
755 {
756         return !rcu_preempted_readers_exp(rnp) &&
757                ACCESS_ONCE(rnp->expmask) == 0;
758 }
759
760 /*
761  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
762  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
763  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
764  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
765  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
766  * iteratively!)
767  *
768  * Most callers will set the "wake" flag, but the task initiating the
769  * expedited grace period need not wake itself.
770  *
771  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
772  */
773 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
774                                bool wake)
775 {
776         unsigned long flags;
777         unsigned long mask;
778
779         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
780         smp_mb__after_unlock_lock();
781         for (;;) {
782                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
783                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
784                         break;
785                 }
786                 if (rnp->parent == NULL) {
787                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
788                         if (wake)
789                                 wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
790                         break;
791                 }
792                 mask = rnp->grpmask;
793                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
794                 rnp = rnp->parent;
795                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
796                 smp_mb__after_unlock_lock();
797                 rnp->expmask &= ~mask;
798         }
799 }
800
801 /*
802  * Snapshot the tasks blocking the newly started preemptible-RCU expedited
803  * grace period for the specified rcu_node structure.  If there are no such
804  * tasks, report it up the rcu_node hierarchy.
805  *
806  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex and must exclude
807  * CPU hotplug operations.
808  */
809 static void
810 sync_rcu_preempt_exp_init(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
811 {
812         unsigned long flags;
813         int must_wait = 0;
814
815         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
816         smp_mb__after_unlock_lock();
817         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks)) {
818                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
819         } else {
820                 rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
821                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);  /* releases rnp->lock */
822                 must_wait = 1;
823         }
824         if (!must_wait)
825                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, false); /* Don't wake self. */
826 }
827
828 /**
829  * synchronize_rcu_expedited - Brute-force RCU grace period
830  *
831  * Wait for an RCU-preempt grace period, but expedite it.  The basic
832  * idea is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
833  * the ->blkd_tasks lists and wait for this list to drain.  This consumes
834  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
835  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.
836  * In fact, if you are using synchronize_rcu_expedited() in a loop,
837  * please restructure your code to batch your updates, and then Use a
838  * single synchronize_rcu() instead.
839  *
840  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
841  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
842  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
843  * these restriction will result in deadlock.
844  */
845 void synchronize_rcu_expedited(void)
846 {
847         unsigned long flags;
848         struct rcu_node *rnp;
849         struct rcu_state *rsp = &rcu_preempt_state;
850         unsigned long snap;
851         int trycount = 0;
852
853         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
854         snap = ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) + 1;
855         smp_mb(); /* Above access cannot bleed into critical section. */
856
857         /*
858          * Block CPU-hotplug operations.  This means that any CPU-hotplug
859          * operation that finds an rcu_node structure with tasks in the
860          * process of being boosted will know that all tasks blocking
861          * this expedited grace period will already be in the process of
862          * being boosted.  This simplifies the process of moving tasks
863          * from leaf to root rcu_node structures.
864          */
865         get_online_cpus();
866
867         /*
868          * Acquire lock, falling back to synchronize_rcu() if too many
869          * lock-acquisition failures.  Of course, if someone does the
870          * expedited grace period for us, just leave.
871          */
872         while (!mutex_trylock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex)) {
873                 if (ULONG_CMP_LT(snap,
874                     ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count))) {
875                         put_online_cpus();
876                         goto mb_ret; /* Others did our work for us. */
877                 }
878                 if (trycount++ < 10) {
879                         udelay(trycount * num_online_cpus());
880                 } else {
881                         put_online_cpus();
882                         wait_rcu_gp(call_rcu);
883                         return;
884                 }
885         }
886         if (ULONG_CMP_LT(snap, ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count))) {
887                 put_online_cpus();
888                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
889         }
890
891         /* force all RCU readers onto ->blkd_tasks lists. */
892         synchronize_sched_expedited();
893
894         /* Initialize ->expmask for all non-leaf rcu_node structures. */
895         rcu_for_each_nonleaf_node_breadth_first(rsp, rnp) {
896                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
897                 smp_mb__after_unlock_lock();
898                 rnp->expmask = rnp->qsmaskinit;
899                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
900         }
901
902         /* Snapshot current state of ->blkd_tasks lists. */
903         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
904                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rnp);
905         if (NUM_RCU_NODES > 1)
906                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rcu_get_root(rsp));
907
908         put_online_cpus();
909
910         /* Wait for snapshotted ->blkd_tasks lists to drain. */
911         rnp = rcu_get_root(rsp);
912         wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
913                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp));
914
915         /* Clean up and exit. */
916         smp_mb(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
917         ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count)++;
918 unlock_mb_ret:
919         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
920 mb_ret:
921         smp_mb(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
922 }
923 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
924
925 /**
926  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
927  *
928  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
929  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
930  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
931  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
932  */
933 void rcu_barrier(void)
934 {
935         _rcu_barrier(&rcu_preempt_state);
936 }
937 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
938
939 /*
940  * Initialize preemptible RCU's state structures.
941  */
942 static void __init __rcu_init_preempt(void)
943 {
944         rcu_init_one(&rcu_preempt_state, &rcu_preempt_data);
945 }
946
947 /*
948  * Check for a task exiting while in a preemptible-RCU read-side
949  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
950  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
951  * is enabled.
952  */
953 void exit_rcu(void)
954 {
955         struct task_struct *t = current;
956
957         if (likely(list_empty(&current->rcu_node_entry)))
958                 return;
959         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
960         barrier();
961         t->rcu_read_unlock_special = RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
962         __rcu_read_unlock();
963 }
964
965 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
966
967 static struct rcu_state *rcu_state = &rcu_sched_state;
968
969 /*
970  * Tell them what RCU they are running.
971  */
972 static void __init rcu_bootup_announce(void)
973 {
974         pr_info("Hierarchical RCU implementation.\n");
975         rcu_bootup_announce_oddness();
976 }
977
978 /*
979  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
980  */
981 long rcu_batches_completed(void)
982 {
983         return rcu_batches_completed_sched();
984 }
985 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
986
987 /*
988  * Force a quiescent state for RCU, which, because there is no preemptible
989  * RCU, becomes the same as rcu-sched.
990  */
991 void rcu_force_quiescent_state(void)
992 {
993         rcu_sched_force_quiescent_state();
994 }
995 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
996
997 /*
998  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
999  * CPUs being in quiescent states.
1000  */
1001 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
1002 {
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
1007  * RCU readers.
1008  */
1009 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
1010 {
1011         return 0;
1012 }
1013
1014 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1015
1016 /* Because preemptible RCU does not exist, no quieting of tasks. */
1017 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1018 {
1019         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1020 }
1021
1022 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1023
1024 /*
1025  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
1026  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
1027  */
1028 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
1029 {
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
1034  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
1035  */
1036 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
1037 {
1038         return 0;
1039 }
1040
1041 /*
1042  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
1043  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
1044  * bogus qsmask values.
1045  */
1046 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
1047 {
1048         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1049 }
1050
1051 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1052
1053 /*
1054  * Because preemptible RCU does not exist, it never needs to migrate
1055  * tasks that were blocked within RCU read-side critical sections, and
1056  * such non-existent tasks cannot possibly have been blocking the current
1057  * grace period.
1058  */
1059 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
1060                                      struct rcu_node *rnp,
1061                                      struct rcu_data *rdp)
1062 {
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1067
1068 /*
1069  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
1070  * to check.
1071  */
1072 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
1073 {
1074 }
1075
1076 /*
1077  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
1078  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
1079  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
1080  * callbacks in the list of pending callbacks.  Until then, this
1081  * function may only be called from __kfree_rcu().
1082  *
1083  * Because there is no preemptible RCU, we use RCU-sched instead.
1084  */
1085 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
1086                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1087 {
1088         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 1);
1089 }
1090 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
1091
1092 /*
1093  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
1094  * But because preemptible RCU does not exist, map to rcu-sched.
1095  */
1096 void synchronize_rcu_expedited(void)
1097 {
1098         synchronize_sched_expedited();
1099 }
1100 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
1101
1102 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1103
1104 /*
1105  * Because preemptible RCU does not exist, there is never any need to
1106  * report on tasks preempted in RCU read-side critical sections during
1107  * expedited RCU grace periods.
1108  */
1109 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1110                                bool wake)
1111 {
1112 }
1113
1114 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1115
1116 /*
1117  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
1118  * another name for rcu_barrier_sched().
1119  */
1120 void rcu_barrier(void)
1121 {
1122         rcu_barrier_sched();
1123 }
1124 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
1125
1126 /*
1127  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
1128  */
1129 static void __init __rcu_init_preempt(void)
1130 {
1131 }
1132
1133 /*
1134  * Because preemptible RCU does not exist, tasks cannot possibly exit
1135  * while in preemptible RCU read-side critical sections.
1136  */
1137 void exit_rcu(void)
1138 {
1139 }
1140
1141 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1142
1143 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
1144
1145 #include "../locking/rtmutex_common.h"
1146
1147 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
1148
1149 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1150 {
1151         if (list_empty(&rnp->blkd_tasks))
1152                 rnp->n_balk_blkd_tasks++;
1153         else if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->gp_tasks == NULL)
1154                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1155         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->boost_tasks != NULL)
1156                 rnp->n_balk_boost_tasks++;
1157         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->qsmask != 0)
1158                 rnp->n_balk_notblocked++;
1159         else if (rnp->gp_tasks != NULL &&
1160                  ULONG_CMP_LT(jiffies, rnp->boost_time))
1161                 rnp->n_balk_notyet++;
1162         else
1163                 rnp->n_balk_nos++;
1164 }
1165
1166 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1167
1168 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
1169 {
1170 }
1171
1172 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
1173
1174 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
1175 {
1176         /*
1177          * If the thread is yielding, only wake it when this
1178          * is invoked from idle
1179          */
1180         if (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current))
1181                 wake_up_process(t);
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
1186  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
1187  * ->blkd_tasks list.
1188  *
1189  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
1190  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
1191  */
1192 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
1193 {
1194         unsigned long flags;
1195         struct rt_mutex mtx;
1196         struct task_struct *t;
1197         struct list_head *tb;
1198
1199         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL)
1200                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
1201
1202         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1203         smp_mb__after_unlock_lock();
1204
1205         /*
1206          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
1207          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
1208          */
1209         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
1210                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1211                 return 0;
1212         }
1213
1214         /*
1215          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
1216          * This cannot starve the normal grace periods because a second
1217          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
1218          * those blocking the pre-existing normal grace period.
1219          */
1220         if (rnp->exp_tasks != NULL) {
1221                 tb = rnp->exp_tasks;
1222                 rnp->n_exp_boosts++;
1223         } else {
1224                 tb = rnp->boost_tasks;
1225                 rnp->n_normal_boosts++;
1226         }
1227         rnp->n_tasks_boosted++;
1228
1229         /*
1230          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
1231          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
1232          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
1233          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
1234          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
1235          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
1236          *
1237          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
1238          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
1239          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
1240          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
1241          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
1242          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
1243          * section.
1244          */
1245         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
1246         rt_mutex_init_proxy_locked(&mtx, t);
1247         t->rcu_boost_mutex = &mtx;
1248         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1249         rt_mutex_lock(&mtx);  /* Side effect: boosts task t's priority. */
1250         rt_mutex_unlock(&mtx);  /* Keep lockdep happy. */
1251
1252         return ACCESS_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
1253                ACCESS_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Priority-boosting kthread.  One per leaf rcu_node and one for the
1258  * root rcu_node.
1259  */
1260 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1261 {
1262         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1263         int spincnt = 0;
1264         int more2boost;
1265
1266         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@init"));
1267         for (;;) {
1268                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1269                 trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_wait"));
1270                 rcu_wait(rnp->boost_tasks || rnp->exp_tasks);
1271                 trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_wait"));
1272                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1273                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1274                 if (more2boost)
1275                         spincnt++;
1276                 else
1277                         spincnt = 0;
1278                 if (spincnt > 10) {
1279                         rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1280                         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_yield"));
1281                         schedule_timeout_interruptible(2);
1282                         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_yield"));
1283                         spincnt = 0;
1284                 }
1285         }
1286         /* NOTREACHED */
1287         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@notreached"));
1288         return 0;
1289 }
1290
1291 /*
1292  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1293  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1294  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1295  * period in progress, it is always time to boost.
1296  *
1297  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases.
1298  * The ->boost_kthread_task is immortal, so we don't need to worry
1299  * about it going away.
1300  */
1301 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1302 {
1303         struct task_struct *t;
1304
1305         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1306                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1307                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1308                 return;
1309         }
1310         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1311             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1312              rnp->boost_tasks == NULL &&
1313              rnp->qsmask == 0 &&
1314              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
1315                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1316                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
1317                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1318                 t = rnp->boost_kthread_task;
1319                 if (t)
1320                         rcu_wake_cond(t, rnp->boost_kthread_status);
1321         } else {
1322                 rcu_initiate_boost_trace(rnp);
1323                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1324         }
1325 }
1326
1327 /*
1328  * Wake up the per-CPU kthread to invoke RCU callbacks.
1329  */
1330 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1331 {
1332         unsigned long flags;
1333
1334         local_irq_save(flags);
1335         __this_cpu_write(rcu_cpu_has_work, 1);
1336         if (__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) != NULL &&
1337             current != __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task)) {
1338                 rcu_wake_cond(__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task),
1339                               __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_status));
1340         }
1341         local_irq_restore(flags);
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1346  * Caller must have preemption disabled.
1347  */
1348 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1349 {
1350         return __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) == current;
1351 }
1352
1353 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1354
1355 /*
1356  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1357  */
1358 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1359 {
1360         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1361 }
1362
1363 /*
1364  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1365  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1366  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1367  */
1368 static int rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1369                                                  struct rcu_node *rnp)
1370 {
1371         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1372         unsigned long flags;
1373         struct sched_param sp;
1374         struct task_struct *t;
1375
1376         if (&rcu_preempt_state != rsp)
1377                 return 0;
1378
1379         if (!rcu_scheduler_fully_active || rnp->qsmaskinit == 0)
1380                 return 0;
1381
1382         rsp->boost = 1;
1383         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1384                 return 0;
1385         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1386                            "rcub/%d", rnp_index);
1387         if (IS_ERR(t))
1388                 return PTR_ERR(t);
1389         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1390         smp_mb__after_unlock_lock();
1391         rnp->boost_kthread_task = t;
1392         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1393         sp.sched_priority = RCU_BOOST_PRIO;
1394         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1395         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1396         return 0;
1397 }
1398
1399 static void rcu_kthread_do_work(void)
1400 {
1401         rcu_do_batch(&rcu_sched_state, this_cpu_ptr(&rcu_sched_data));
1402         rcu_do_batch(&rcu_bh_state, this_cpu_ptr(&rcu_bh_data));
1403         rcu_preempt_do_callbacks();
1404 }
1405
1406 static void rcu_cpu_kthread_setup(unsigned int cpu)
1407 {
1408         struct sched_param sp;
1409
1410         sp.sched_priority = RCU_KTHREAD_PRIO;
1411         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1412 }
1413
1414 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
1415 {
1416         per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
1417 }
1418
1419 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
1420 {
1421         return __this_cpu_read(rcu_cpu_has_work);
1422 }
1423
1424 /*
1425  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1426  * RCU softirq used in flavors and configurations of RCU that do not
1427  * support RCU priority boosting.
1428  */
1429 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
1430 {
1431         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_kthread_status);
1432         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_has_work);
1433         int spincnt;
1434
1435         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
1436                 trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_wait"));
1437                 local_bh_disable();
1438                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1439                 this_cpu_inc(rcu_cpu_kthread_loops);
1440                 local_irq_disable();
1441                 work = *workp;
1442                 *workp = 0;
1443                 local_irq_enable();
1444                 if (work)
1445                         rcu_kthread_do_work();
1446                 local_bh_enable();
1447                 if (*workp == 0) {
1448                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
1449                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1450                         return;
1451                 }
1452         }
1453         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1454         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
1455         schedule_timeout_interruptible(2);
1456         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
1457         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1462  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1463  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1464  *
1465  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1466  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1467  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1468  */
1469 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1470 {
1471         struct task_struct *t = rnp->boost_kthread_task;
1472         unsigned long mask = rnp->qsmaskinit;
1473         cpumask_var_t cm;
1474         int cpu;
1475
1476         if (!t)
1477                 return;
1478         if (!zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1479                 return;
1480         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1)
1481                 if ((mask & 0x1) && cpu != outgoingcpu)
1482                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1483         if (cpumask_weight(cm) == 0) {
1484                 cpumask_setall(cm);
1485                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++)
1486                         cpumask_clear_cpu(cpu, cm);
1487                 WARN_ON_ONCE(cpumask_weight(cm) == 0);
1488         }
1489         set_cpus_allowed_ptr(t, cm);
1490         free_cpumask_var(cm);
1491 }
1492
1493 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
1494         .store                  = &rcu_cpu_kthread_task,
1495         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
1496         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
1497         .thread_comm            = "rcuc/%u",
1498         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
1499         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
1500 };
1501
1502 /*
1503  * Spawn all kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1504  */
1505 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
1506 {
1507         struct rcu_node *rnp;
1508         int cpu;
1509
1510         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1511         for_each_possible_cpu(cpu)
1512                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1513         BUG_ON(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec));
1514         rnp = rcu_get_root(rcu_state);
1515         (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state, rnp);
1516         if (NUM_RCU_NODES > 1) {
1517                 rcu_for_each_leaf_node(rcu_state, rnp)
1518                         (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state, rnp);
1519         }
1520         return 0;
1521 }
1522 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);
1523
1524 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1525 {
1526         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
1527         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1528
1529         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
1530         if (rcu_scheduler_fully_active)
1531                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state, rnp);
1532 }
1533
1534 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1535
1536 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1537 {
1538         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1539 }
1540
1541 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1542 {
1543         WARN_ON_ONCE(1);
1544 }
1545
1546 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1547 {
1548         return false;
1549 }
1550
1551 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1552 {
1553 }
1554
1555 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1556 {
1557 }
1558
1559 static int __init rcu_scheduler_really_started(void)
1560 {
1561         rcu_scheduler_fully_active = 1;
1562         return 0;
1563 }
1564 early_initcall(rcu_scheduler_really_started);
1565
1566 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1567 {
1568 }
1569
1570 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1571
1572 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1573
1574 /*
1575  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1576  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1577  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1578  * an exported member of the RCU API.
1579  *
1580  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether this CPU needs
1581  * any flavor of RCU.
1582  */
1583 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *delta_jiffies)
1584 {
1585         *delta_jiffies = ULONG_MAX;
1586         return rcu_cpu_has_callbacks(cpu, NULL);
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1591  * after it.
1592  */
1593 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
1594 {
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1599  * is nothing.
1600  */
1601 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
1602 {
1603 }
1604
1605 /*
1606  * Don't bother keeping a running count of the number of RCU callbacks
1607  * posted because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n.
1608  */
1609 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1610 {
1611 }
1612
1613 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1614
1615 /*
1616  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1617  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1618  * the energy-efficient dyntick-idle mode.  This is handled by a
1619  * state machine implemented by rcu_prepare_for_idle() below.
1620  *
1621  * The following three proprocessor symbols control this state machine:
1622  *
1623  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1624  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1625  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1626  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1627  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1628  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1629  *      just power the system down and be done with it!
1630  * RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is
1631  *      permitted to sleep in dyntick-idle mode with only lazy RCU
1632  *      callbacks pending.  Setting this too high can OOM your system.
1633  *
1634  * The values below work well in practice.  If future workloads require
1635  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1636  * making the state machine smarter might be a better option.
1637  */
1638 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 4             /* Roughly one grace period. */
1639 #define RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY (6 * HZ) /* Roughly six seconds. */
1640
1641 static int rcu_idle_gp_delay = RCU_IDLE_GP_DELAY;
1642 module_param(rcu_idle_gp_delay, int, 0644);
1643 static int rcu_idle_lazy_gp_delay = RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
1644 module_param(rcu_idle_lazy_gp_delay, int, 0644);
1645
1646 extern int tick_nohz_active;
1647
1648 /*
1649  * Try to advance callbacks for all flavors of RCU on the current CPU, but
1650  * only if it has been awhile since the last time we did so.  Afterwards,
1651  * if there are any callbacks ready for immediate invocation, return true.
1652  */
1653 static bool rcu_try_advance_all_cbs(void)
1654 {
1655         bool cbs_ready = false;
1656         struct rcu_data *rdp;
1657         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1658         struct rcu_node *rnp;
1659         struct rcu_state *rsp;
1660
1661         /* Exit early if we advanced recently. */
1662         if (jiffies == rdtp->last_advance_all)
1663                 return 0;
1664         rdtp->last_advance_all = jiffies;
1665
1666         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1667                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1668                 rnp = rdp->mynode;
1669
1670                 /*
1671                  * Don't bother checking unless a grace period has
1672                  * completed since we last checked and there are
1673                  * callbacks not yet ready to invoke.
1674                  */
1675                 if (rdp->completed != rnp->completed &&
1676                     rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1677                         note_gp_changes(rsp, rdp);
1678
1679                 if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1680                         cbs_ready = true;
1681         }
1682         return cbs_ready;
1683 }
1684
1685 /*
1686  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode unless it has callbacks ready
1687  * to invoke.  If the CPU has callbacks, try to advance them.  Tell the
1688  * caller to set the timeout based on whether or not there are non-lazy
1689  * callbacks.
1690  *
1691  * The caller must have disabled interrupts.
1692  */
1693 int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *dj)
1694 {
1695         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1696
1697         /* Snapshot to detect later posting of non-lazy callback. */
1698         rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1699
1700         /* If no callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
1701         if (!rcu_cpu_has_callbacks(cpu, &rdtp->all_lazy)) {
1702                 *dj = ULONG_MAX;
1703                 return 0;
1704         }
1705
1706         /* Attempt to advance callbacks. */
1707         if (rcu_try_advance_all_cbs()) {
1708                 /* Some ready to invoke, so initiate later invocation. */
1709                 invoke_rcu_core();
1710                 return 1;
1711         }
1712         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1713
1714         /* Request timer delay depending on laziness, and round. */
1715         if (!rdtp->all_lazy) {
1716                 *dj = round_up(rcu_idle_gp_delay + jiffies,
1717                                rcu_idle_gp_delay) - jiffies;
1718         } else {
1719                 *dj = round_jiffies(rcu_idle_lazy_gp_delay + jiffies) - jiffies;
1720         }
1721         return 0;
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Prepare a CPU for idle from an RCU perspective.  The first major task
1726  * is to sense whether nohz mode has been enabled or disabled via sysfs.
1727  * The second major task is to check to see if a non-lazy callback has
1728  * arrived at a CPU that previously had only lazy callbacks.  The third
1729  * major task is to accelerate (that is, assign grace-period numbers to)
1730  * any recently arrived callbacks.
1731  *
1732  * The caller must have disabled interrupts.
1733  */
1734 static void rcu_prepare_for_idle(int cpu)
1735 {
1736         struct rcu_data *rdp;
1737         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1738         struct rcu_node *rnp;
1739         struct rcu_state *rsp;
1740         int tne;
1741
1742         /* Handle nohz enablement switches conservatively. */
1743         tne = ACCESS_ONCE(tick_nohz_active);
1744         if (tne != rdtp->tick_nohz_enabled_snap) {
1745                 if (rcu_cpu_has_callbacks(cpu, NULL))
1746                         invoke_rcu_core(); /* force nohz to see update. */
1747                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap = tne;
1748                 return;
1749         }
1750         if (!tne)
1751                 return;
1752
1753         /* If this is a no-CBs CPU, no callbacks, just return. */
1754         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu))
1755                 return;
1756
1757         /*
1758          * If a non-lazy callback arrived at a CPU having only lazy
1759          * callbacks, invoke RCU core for the side-effect of recalculating
1760          * idle duration on re-entry to idle.
1761          */
1762         if (rdtp->all_lazy &&
1763             rdtp->nonlazy_posted != rdtp->nonlazy_posted_snap) {
1764                 rdtp->all_lazy = false;
1765                 rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1766                 invoke_rcu_core();
1767                 return;
1768         }
1769
1770         /*
1771          * If we have not yet accelerated this jiffy, accelerate all
1772          * callbacks on this CPU.
1773          */
1774         if (rdtp->last_accelerate == jiffies)
1775                 return;
1776         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1777         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1778                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1779                 if (!*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1780                         continue;
1781                 rnp = rdp->mynode;
1782                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1783                 smp_mb__after_unlock_lock();
1784                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1785                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1786         }
1787 }
1788
1789 /*
1790  * Clean up for exit from idle.  Attempt to advance callbacks based on
1791  * any grace periods that elapsed while the CPU was idle, and if any
1792  * callbacks are now ready to invoke, initiate invocation.
1793  */
1794 static void rcu_cleanup_after_idle(int cpu)
1795 {
1796
1797         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu))
1798                 return;
1799         if (rcu_try_advance_all_cbs())
1800                 invoke_rcu_core();
1801 }
1802
1803 /*
1804  * Keep a running count of the number of non-lazy callbacks posted
1805  * on this CPU.  This running counter (which is never decremented) allows
1806  * rcu_prepare_for_idle() to detect when something out of the idle loop
1807  * posts a callback, even if an equal number of callbacks are invoked.
1808  * Of course, callbacks should only be posted from within a trace event
1809  * designed to be called from idle or from within RCU_NONIDLE().
1810  */
1811 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1812 {
1813         __this_cpu_add(rcu_dynticks.nonlazy_posted, 1);
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Data for flushing lazy RCU callbacks at OOM time.
1818  */
1819 static atomic_t oom_callback_count;
1820 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_callback_wq);
1821
1822 /*
1823  * RCU OOM callback -- decrement the outstanding count and deliver the
1824  * wake-up if we are the last one.
1825  */
1826 static void rcu_oom_callback(struct rcu_head *rhp)
1827 {
1828         if (atomic_dec_and_test(&oom_callback_count))
1829                 wake_up(&oom_callback_wq);
1830 }
1831
1832 /*
1833  * Post an rcu_oom_notify callback on the current CPU if it has at
1834  * least one lazy callback.  This will unnecessarily post callbacks
1835  * to CPUs that already have a non-lazy callback at the end of their
1836  * callback list, but this is an infrequent operation, so accept some
1837  * extra overhead to keep things simple.
1838  */
1839 static void rcu_oom_notify_cpu(void *unused)
1840 {
1841         struct rcu_state *rsp;
1842         struct rcu_data *rdp;
1843
1844         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1845                 rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1846                 if (rdp->qlen_lazy != 0) {
1847                         atomic_inc(&oom_callback_count);
1848                         rsp->call(&rdp->oom_head, rcu_oom_callback);
1849                 }
1850         }
1851 }
1852
1853 /*
1854  * If low on memory, ensure that each CPU has a non-lazy callback.
1855  * This will wake up CPUs that have only lazy callbacks, in turn
1856  * ensuring that they free up the corresponding memory in a timely manner.
1857  * Because an uncertain amount of memory will be freed in some uncertain
1858  * timeframe, we do not claim to have freed anything.
1859  */
1860 static int rcu_oom_notify(struct notifier_block *self,
1861                           unsigned long notused, void *nfreed)
1862 {
1863         int cpu;
1864
1865         /* Wait for callbacks from earlier instance to complete. */
1866         wait_event(oom_callback_wq, atomic_read(&oom_callback_count) == 0);
1867
1868         /*
1869          * Prevent premature wakeup: ensure that all increments happen
1870          * before there is a chance of the counter reaching zero.
1871          */
1872         atomic_set(&oom_callback_count, 1);
1873
1874         get_online_cpus();
1875         for_each_online_cpu(cpu) {
1876                 smp_call_function_single(cpu, rcu_oom_notify_cpu, NULL, 1);
1877                 cond_resched();
1878         }
1879         put_online_cpus();
1880
1881         /* Unconditionally decrement: no need to wake ourselves up. */
1882         atomic_dec(&oom_callback_count);
1883
1884         return NOTIFY_OK;
1885 }
1886
1887 static struct notifier_block rcu_oom_nb = {
1888         .notifier_call = rcu_oom_notify
1889 };
1890
1891 static int __init rcu_register_oom_notifier(void)
1892 {
1893         register_oom_notifier(&rcu_oom_nb);
1894         return 0;
1895 }
1896 early_initcall(rcu_register_oom_notifier);
1897
1898 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1899
1900 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO
1901
1902 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
1903
1904 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1905 {
1906         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1907         unsigned long nlpd = rdtp->nonlazy_posted - rdtp->nonlazy_posted_snap;
1908
1909         sprintf(cp, "last_accelerate: %04lx/%04lx, nonlazy_posted: %ld, %c%c",
1910                 rdtp->last_accelerate & 0xffff, jiffies & 0xffff,
1911                 ulong2long(nlpd),
1912                 rdtp->all_lazy ? 'L' : '.',
1913                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap ? '.' : 'D');
1914 }
1915
1916 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1917
1918 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1919 {
1920         *cp = '\0';
1921 }
1922
1923 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1924
1925 /* Initiate the stall-info list. */
1926 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
1927 {
1928         pr_cont("\n");
1929 }
1930
1931 /*
1932  * Print out diagnostic information for the specified stalled CPU.
1933  *
1934  * If the specified CPU is aware of the current RCU grace period
1935  * (flavor specified by rsp), then print the number of scheduling
1936  * clock interrupts the CPU has taken during the time that it has
1937  * been aware.  Otherwise, print the number of RCU grace periods
1938  * that this CPU is ignorant of, for example, "1" if the CPU was
1939  * aware of the previous grace period.
1940  *
1941  * Also print out idle and (if CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) idle-entry info.
1942  */
1943 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1944 {
1945         char fast_no_hz[72];
1946         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1947         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
1948         char *ticks_title;
1949         unsigned long ticks_value;
1950
1951         if (rsp->gpnum == rdp->gpnum) {
1952                 ticks_title = "ticks this GP";
1953                 ticks_value = rdp->ticks_this_gp;
1954         } else {
1955                 ticks_title = "GPs behind";
1956                 ticks_value = rsp->gpnum - rdp->gpnum;
1957         }
1958         print_cpu_stall_fast_no_hz(fast_no_hz, cpu);
1959         pr_err("\t%d: (%lu %s) idle=%03x/%llx/%d softirq=%u/%u %s\n",
1960                cpu, ticks_value, ticks_title,
1961                atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0xfff,
1962                rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting,
1963                rdp->softirq_snap, kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, cpu),
1964                fast_no_hz);
1965 }
1966
1967 /* Terminate the stall-info list. */
1968 static void print_cpu_stall_info_end(void)
1969 {
1970         pr_err("\t");
1971 }
1972
1973 /* Zero ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1974 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
1975 {
1976         rdp->ticks_this_gp = 0;
1977         rdp->softirq_snap = kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, smp_processor_id());
1978 }
1979
1980 /* Increment ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1981 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
1982 {
1983         struct rcu_state *rsp;
1984
1985         for_each_rcu_flavor(rsp)
1986                 __this_cpu_ptr(rsp->rda)->ticks_this_gp++;
1987 }
1988
1989 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
1990
1991 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
1992 {
1993         pr_cont(" {");
1994 }
1995
1996 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1997 {
1998         pr_cont(" %d", cpu);
1999 }
2000
2001 static void print_cpu_stall_info_end(void)
2002 {
2003         pr_cont("} ");
2004 }
2005
2006 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
2007 {
2008 }
2009
2010 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
2011 {
2012 }
2013
2014 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_INFO */
2015
2016 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
2017
2018 /*
2019  * Offload callback processing from the boot-time-specified set of CPUs
2020  * specified by rcu_nocb_mask.  For each CPU in the set, there is a
2021  * kthread created that pulls the callbacks from the corresponding CPU,
2022  * waits for a grace period to elapse, and invokes the callbacks.
2023  * The no-CBs CPUs do a wake_up() on their kthread when they insert
2024  * a callback into any empty list, unless the rcu_nocb_poll boot parameter
2025  * has been specified, in which case each kthread actively polls its
2026  * CPU.  (Which isn't so great for energy efficiency, but which does
2027  * reduce RCU's overhead on that CPU.)
2028  *
2029  * This is intended to be used in conjunction with Frederic Weisbecker's
2030  * adaptive-idle work, which would seriously reduce OS jitter on CPUs
2031  * running CPU-bound user-mode computations.
2032  *
2033  * Offloading of callback processing could also in theory be used as
2034  * an energy-efficiency measure because CPUs with no RCU callbacks
2035  * queued are more aggressive about entering dyntick-idle mode.
2036  */
2037
2038
2039 /* Parse the boot-time rcu_nocb_mask CPU list from the kernel parameters. */
2040 static int __init rcu_nocb_setup(char *str)
2041 {
2042         alloc_bootmem_cpumask_var(&rcu_nocb_mask);
2043         have_rcu_nocb_mask = true;
2044         cpulist_parse(str, rcu_nocb_mask);
2045         return 1;
2046 }
2047 __setup("rcu_nocbs=", rcu_nocb_setup);
2048
2049 static int __init parse_rcu_nocb_poll(char *arg)
2050 {
2051         rcu_nocb_poll = 1;
2052         return 0;
2053 }
2054 early_param("rcu_nocb_poll", parse_rcu_nocb_poll);
2055
2056 /*
2057  * Do any no-CBs CPUs need another grace period?
2058  *
2059  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
2060  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
2061  */
2062 static int rcu_nocb_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
2063 {
2064         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2065
2066         return rnp->need_future_gp[(ACCESS_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1];
2067 }
2068
2069 /*
2070  * Wake up any no-CBs CPUs' kthreads that were waiting on the just-ended
2071  * grace period.
2072  */
2073 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
2074 {
2075         wake_up_all(&rnp->nocb_gp_wq[rnp->completed & 0x1]);
2076 }
2077
2078 /*
2079  * Set the root rcu_node structure's ->need_future_gp field
2080  * based on the sum of those of all rcu_node structures.  This does
2081  * double-count the root rcu_node structure's requests, but this
2082  * is necessary to handle the possibility of a rcu_nocb_kthread()
2083  * having awakened during the time that the rcu_node structures
2084  * were being updated for the end of the previous grace period.
2085  */
2086 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
2087 {
2088         rnp->need_future_gp[(rnp->completed + 1) & 0x1] += nrq;
2089 }
2090
2091 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
2092 {
2093         init_waitqueue_head(&rnp->nocb_gp_wq[0]);
2094         init_waitqueue_head(&rnp->nocb_gp_wq[1]);
2095 }
2096
2097 /* Is the specified CPU a no-CPUs CPU? */
2098 bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu)
2099 {
2100         if (have_rcu_nocb_mask)
2101                 return cpumask_test_cpu(cpu, rcu_nocb_mask);
2102         return false;
2103 }
2104
2105 /*
2106  * Enqueue the specified string of rcu_head structures onto the specified
2107  * CPU's no-CBs lists.  The CPU is specified by rdp, the head of the
2108  * string by rhp, and the tail of the string by rhtp.  The non-lazy/lazy
2109  * counts are supplied by rhcount and rhcount_lazy.
2110  *
2111  * If warranted, also wake up the kthread servicing this CPUs queues.
2112  */
2113 static void __call_rcu_nocb_enqueue(struct rcu_data *rdp,
2114                                     struct rcu_head *rhp,
2115                                     struct rcu_head **rhtp,
2116                                     int rhcount, int rhcount_lazy)
2117 {
2118         int len;
2119         struct rcu_head **old_rhpp;
2120         struct task_struct *t;
2121
2122         /* Enqueue the callback on the nocb list and update counts. */
2123         old_rhpp = xchg(&rdp->nocb_tail, rhtp);
2124         ACCESS_ONCE(*old_rhpp) = rhp;
2125         atomic_long_add(rhcount, &rdp->nocb_q_count);
2126         atomic_long_add(rhcount_lazy, &rdp->nocb_q_count_lazy);
2127
2128         /* If we are not being polled and there is a kthread, awaken it ... */
2129         t = ACCESS_ONCE(rdp->nocb_kthread);
2130         if (rcu_nocb_poll || !t) {
2131                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2132                                     TPS("WakeNotPoll"));
2133                 return;
2134         }
2135         len = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
2136         if (old_rhpp == &rdp->nocb_head) {
2137                 wake_up(&rdp->nocb_wq); /* ... only if queue was empty ... */
2138                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2139                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeEmpty"));
2140         } else if (len > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark) {
2141                 wake_up_process(t); /* ... or if many callbacks queued. */
2142                 rdp->qlen_last_fqs_check = LONG_MAX / 2;
2143                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeOvf"));
2144         } else {
2145                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeNot"));
2146         }
2147         return;
2148 }
2149
2150 /*
2151  * This is a helper for __call_rcu(), which invokes this when the normal
2152  * callback queue is inoperable.  If this is not a no-CBs CPU, this
2153  * function returns failure back to __call_rcu(), which can complain
2154  * appropriately.
2155  *
2156  * Otherwise, this function queues the callback where the corresponding
2157  * "rcuo" kthread can find it.
2158  */
2159 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2160                             bool lazy)
2161 {
2162
2163         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2164                 return 0;
2165         __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rhp, &rhp->next, 1, lazy);
2166         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)rhp->func))
2167                 trace_rcu_kfree_callback(rdp->rsp->name, rhp,
2168                                          (unsigned long)rhp->func,
2169                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2170                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2171         else
2172                 trace_rcu_callback(rdp->rsp->name, rhp,
2173                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2174                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2175         return 1;
2176 }
2177
2178 /*
2179  * Adopt orphaned callbacks on a no-CBs CPU, or return 0 if this is
2180  * not a no-CBs CPU.
2181  */
2182 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp,
2183                                                      struct rcu_data *rdp)
2184 {
2185         long ql = rsp->qlen;
2186         long qll = rsp->qlen_lazy;
2187
2188         /* If this is not a no-CBs CPU, tell the caller to do it the old way. */
2189         if (!rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
2190                 return 0;
2191         rsp->qlen = 0;
2192         rsp->qlen_lazy = 0;
2193
2194         /* First, enqueue the donelist, if any.  This preserves CB ordering. */
2195         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2196                 __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rsp->orphan_donelist,
2197                                         rsp->orphan_donetail, ql, qll);
2198                 ql = qll = 0;
2199                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2200                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2201         }
2202         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2203                 __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rsp->orphan_nxtlist,
2204                                         rsp->orphan_nxttail, ql, qll);
2205                 ql = qll = 0;
2206                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2207                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2208         }
2209         return 1;
2210 }
2211
2212 /*
2213  * If necessary, kick off a new grace period, and either way wait
2214  * for a subsequent grace period to complete.
2215  */
2216 static void rcu_nocb_wait_gp(struct rcu_data *rdp)
2217 {
2218         unsigned long c;
2219         bool d;
2220         unsigned long flags;
2221         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2222
2223         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2224         smp_mb__after_unlock_lock();
2225         c = rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
2226         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2227
2228         /*
2229          * Wait for the grace period.  Do so interruptibly to avoid messing
2230          * up the load average.
2231          */
2232         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("StartWait"));
2233         for (;;) {
2234                 wait_event_interruptible(
2235                         rnp->nocb_gp_wq[c & 0x1],
2236                         (d = ULONG_CMP_GE(ACCESS_ONCE(rnp->completed), c)));
2237                 if (likely(d))
2238                         break;
2239                 flush_signals(current);
2240                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("ResumeWait"));
2241         }
2242         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("EndWait"));
2243         smp_mb(); /* Ensure that CB invocation happens after GP end. */
2244 }
2245
2246 /*
2247  * Per-rcu_data kthread, but only for no-CBs CPUs.  Each kthread invokes
2248  * callbacks queued by the corresponding no-CBs CPU.
2249  */
2250 static int rcu_nocb_kthread(void *arg)
2251 {
2252         int c, cl;
2253         bool firsttime = 1;
2254         struct rcu_head *list;
2255         struct rcu_head *next;
2256         struct rcu_head **tail;
2257         struct rcu_data *rdp = arg;
2258
2259         /* Each pass through this loop invokes one batch of callbacks */
2260         for (;;) {
2261                 /* If not polling, wait for next batch of callbacks. */
2262                 if (!rcu_nocb_poll) {
2263                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2264                                             TPS("Sleep"));
2265                         wait_event_interruptible(rdp->nocb_wq, rdp->nocb_head);
2266                 } else if (firsttime) {
2267                         firsttime = 0;
2268                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2269                                             TPS("Poll"));
2270                 }
2271                 list = ACCESS_ONCE(rdp->nocb_head);
2272                 if (!list) {
2273                         if (!rcu_nocb_poll)
2274                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2275                                                     TPS("WokeEmpty"));
2276                         schedule_timeout_interruptible(1);
2277                         flush_signals(current);
2278                         continue;
2279                 }
2280                 firsttime = 1;
2281                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2282                                     TPS("WokeNonEmpty"));
2283
2284                 /*
2285                  * Extract queued callbacks, update counts, and wait
2286                  * for a grace period to elapse.
2287                  */
2288                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_head) = NULL;
2289                 tail = xchg(&rdp->nocb_tail, &rdp->nocb_head);
2290                 c = atomic_long_xchg(&rdp->nocb_q_count, 0);
2291                 cl = atomic_long_xchg(&rdp->nocb_q_count_lazy, 0);
2292                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_p_count) += c;
2293                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_p_count_lazy) += cl;
2294                 rcu_nocb_wait_gp(rdp);
2295
2296                 /* Each pass through the following loop invokes a callback. */
2297                 trace_rcu_batch_start(rdp->rsp->name, cl, c, -1);
2298                 c = cl = 0;
2299                 while (list) {
2300                         next = list->next;
2301                         /* Wait for enqueuing to complete, if needed. */
2302                         while (next == NULL && &list->next != tail) {
2303                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2304                                                     TPS("WaitQueue"));
2305                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2306                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2307                                                     TPS("WokeQueue"));
2308                                 next = list->next;
2309                         }
2310                         debug_rcu_head_unqueue(list);
2311                         local_bh_disable();
2312                         if (__rcu_reclaim(rdp->rsp->name, list))
2313                                 cl++;
2314                         c++;
2315                         local_bh_enable();
2316                         list = next;
2317                 }
2318                 trace_rcu_batch_end(rdp->rsp->name, c, !!list, 0, 0, 1);
2319                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_p_count) -= c;
2320                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_p_count_lazy) -= cl;
2321                 rdp->n_nocbs_invoked += c;
2322         }
2323         return 0;
2324 }
2325
2326 /* Initialize per-rcu_data variables for no-CBs CPUs. */
2327 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2328 {
2329         rdp->nocb_tail = &rdp->nocb_head;
2330         init_waitqueue_head(&rdp->nocb_wq);
2331 }
2332
2333 /* Create a kthread for each RCU flavor for each no-CBs CPU. */
2334 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(struct rcu_state *rsp)
2335 {
2336         int cpu;
2337         struct rcu_data *rdp;
2338         struct task_struct *t;
2339
2340         if (rcu_nocb_mask == NULL)
2341                 return;
2342         for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask) {
2343                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2344                 t = kthread_run(rcu_nocb_kthread, rdp,
2345                                 "rcuo%c/%d", rsp->abbr, cpu);
2346                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2347                 ACCESS_ONCE(rdp->nocb_kthread) = t;
2348         }
2349 }
2350
2351 /* Prevent __call_rcu() from enqueuing callbacks on no-CBs CPUs */
2352 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2353 {
2354         if (rcu_nocb_mask == NULL ||
2355             !cpumask_test_cpu(rdp->cpu, rcu_nocb_mask))
2356                 return false;
2357         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2358         return true;
2359 }
2360
2361 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2362
2363 static int rcu_nocb_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
2364 {
2365         return 0;
2366 }
2367
2368 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
2369 {
2370 }
2371
2372 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
2373 {
2374 }
2375
2376 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
2377 {
2378 }
2379
2380 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2381                             bool lazy)
2382 {
2383         return 0;
2384 }
2385
2386 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp,
2387                                                      struct rcu_data *rdp)
2388 {
2389         return 0;
2390 }
2391
2392 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2393 {
2394 }
2395
2396 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(struct rcu_state *rsp)
2397 {
2398 }
2399
2400 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2401 {
2402         return false;
2403 }
2404
2405 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2406
2407 /*
2408  * An adaptive-ticks CPU can potentially execute in kernel mode for an
2409  * arbitrarily long period of time with the scheduling-clock tick turned
2410  * off.  RCU will be paying attention to this CPU because it is in the
2411  * kernel, but the CPU cannot be guaranteed to be executing the RCU state
2412  * machine because the scheduling-clock tick has been disabled.  Therefore,
2413  * if an adaptive-ticks CPU is failing to respond to the current grace
2414  * period and has not be idle from an RCU perspective, kick it.
2415  */
2416 static void rcu_kick_nohz_cpu(int cpu)
2417 {
2418 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2419         if (tick_nohz_full_cpu(cpu))
2420                 smp_send_reschedule(cpu);
2421 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
2422 }
2423
2424
2425 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
2426
2427 /*
2428  * Define RCU flavor that holds sysidle state.  This needs to be the
2429  * most active flavor of RCU.
2430  */
2431 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
2432 static struct rcu_state *rcu_sysidle_state = &rcu_preempt_state;
2433 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
2434 static struct rcu_state *rcu_sysidle_state = &rcu_sched_state;
2435 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
2436
2437 static int full_sysidle_state;          /* Current system-idle state. */
2438 #define RCU_SYSIDLE_NOT         0       /* Some CPU is not idle. */
2439 #define RCU_SYSIDLE_SHORT       1       /* All CPUs idle for brief period. */
2440 #define RCU_SYSIDLE_LONG        2       /* All CPUs idle for long enough. */
2441 #define RCU_SYSIDLE_FULL        3       /* All CPUs idle, ready for sysidle. */
2442 #define RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED  4       /* Actually entered sysidle state. */
2443
2444 /*
2445  * Invoked to note exit from irq or task transition to idle.  Note that
2446  * usermode execution does -not- count as idle here!  After all, we want
2447  * to detect full-system idle states, not RCU quiescent states and grace
2448  * periods.  The caller must have disabled interrupts.
2449  */
2450 static void rcu_sysidle_enter(struct rcu_dynticks *rdtp, int irq)
2451 {
2452         unsigned long j;
2453
2454         /* Adjust nesting, check for fully idle. */
2455         if (irq) {
2456                 rdtp->dynticks_idle_nesting--;
2457                 WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting < 0);
2458                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting != 0)
2459                         return;  /* Still not fully idle. */
2460         } else {
2461                 if ((rdtp->dynticks_idle_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) ==
2462                     DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
2463                         rdtp->dynticks_idle_nesting = 0;
2464                 } else {
2465                         rdtp->dynticks_idle_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2466                         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting < 0);
2467                         return;  /* Still not fully idle. */
2468                 }
2469         }
2470
2471         /* Record start of fully idle period. */
2472         j = jiffies;
2473         ACCESS_ONCE(rdtp->dynticks_idle_jiffies) = j;
2474         smp_mb__before_atomic_inc();
2475         atomic_inc(&rdtp->dynticks_idle);
2476         smp_mb__after_atomic_inc();
2477         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks_idle) & 0x1);
2478 }
2479
2480 /*
2481  * Unconditionally force exit from full system-idle state.  This is
2482  * invoked when a normal CPU exits idle, but must be called separately
2483  * for the timekeeping CPU (tick_do_timer_cpu).  The reason for this
2484  * is that the timekeeping CPU is permitted to take scheduling-clock
2485  * interrupts while the system is in system-idle state, and of course
2486  * rcu_sysidle_exit() has no way of distinguishing a scheduling-clock
2487  * interrupt from any other type of interrupt.
2488  */
2489 void rcu_sysidle_force_exit(void)
2490 {
2491         int oldstate = ACCESS_ONCE(full_sysidle_state);
2492         int newoldstate;
2493
2494         /*
2495          * Each pass through the following loop attempts to exit full
2496          * system-idle state.  If contention proves to be a problem,
2497          * a trylock-based contention tree could be used here.
2498          */
2499         while (oldstate > RCU_SYSIDLE_SHORT) {
2500                 newoldstate = cmpxchg(&full_sysidle_state,
2501                                       oldstate, RCU_SYSIDLE_NOT);
2502                 if (oldstate == newoldstate &&
2503                     oldstate == RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED) {
2504                         rcu_kick_nohz_cpu(tick_do_timer_cpu);
2505                         return; /* We cleared it, done! */
2506                 }
2507                 oldstate = newoldstate;
2508         }
2509         smp_mb(); /* Order initial oldstate fetch vs. later non-idle work. */
2510 }
2511
2512 /*
2513  * Invoked to note entry to irq or task transition from idle.  Note that
2514  * usermode execution does -not- count as idle here!  The caller must
2515  * have disabled interrupts.
2516  */
2517 static void rcu_sysidle_exit(struct rcu_dynticks *rdtp, int irq)
2518 {
2519         /* Adjust nesting, check for already non-idle. */
2520         if (irq) {
2521                 rdtp->dynticks_idle_nesting++;
2522                 WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting <= 0);
2523                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting != 1)
2524                         return; /* Already non-idle. */
2525         } else {
2526                 /*
2527                  * Allow for irq misnesting.  Yes, it really is possible
2528                  * to enter an irq handler then never leave it, and maybe
2529                  * also vice versa.  Handle both possibilities.
2530                  */
2531                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
2532                         rdtp->dynticks_idle_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2533                         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting <= 0);
2534                         return; /* Already non-idle. */
2535                 } else {
2536                         rdtp->dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2537                 }
2538         }
2539
2540         /* Record end of idle period. */
2541         smp_mb__before_atomic_inc();
2542         atomic_inc(&rdtp->dynticks_idle);
2543         smp_mb__after_atomic_inc();
2544         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks_idle) & 0x1));
2545
2546         /*
2547          * If we are the timekeeping CPU, we are permitted to be non-idle
2548          * during a system-idle state.  This must be the case, because
2549          * the timekeeping CPU has to take scheduling-clock interrupts
2550          * during the time that the system is transitioning to full
2551          * system-idle state.  This means that the timekeeping CPU must
2552          * invoke rcu_sysidle_force_exit() directly if it does anything
2553          * more than take a scheduling-clock interrupt.
2554          */
2555         if (smp_processor_id() == tick_do_timer_cpu)
2556                 return;
2557
2558         /* Update system-idle state: We are clearly no longer fully idle! */
2559         rcu_sysidle_force_exit();
2560 }
2561
2562 /*
2563  * Check to see if the current CPU is idle.  Note that usermode execution
2564  * does not count as idle.  The caller must have disabled interrupts.
2565  */
2566 static void rcu_sysidle_check_cpu(struct rcu_data *rdp, bool *isidle,
2567                                   unsigned long *maxj)
2568 {
2569         int cur;
2570         unsigned long j;
2571         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
2572
2573         /*
2574          * If some other CPU has already reported non-idle, if this is
2575          * not the flavor of RCU that tracks sysidle state, or if this
2576          * is an offline or the timekeeping CPU, nothing to do.
2577          */
2578         if (!*isidle || rdp->rsp != rcu_sysidle_state ||
2579             cpu_is_offline(rdp->cpu) || rdp->cpu == tick_do_timer_cpu)
2580                 return;
2581         if (rcu_gp_in_progress(rdp->rsp))
2582                 WARN_ON_ONCE(smp_processor_id() != tick_do_timer_cpu);
2583
2584         /* Pick up current idle and NMI-nesting counter and check. */
2585         cur = atomic_read(&rdtp->dynticks_idle);
2586         if (cur & 0x1) {
2587                 *isidle = false; /* We are not idle! */
2588                 return;
2589         }
2590         smp_mb(); /* Read counters before timestamps. */
2591
2592         /* Pick up timestamps. */
2593         j = ACCESS_ONCE(rdtp->dynticks_idle_jiffies);
2594         /* If this CPU entered idle more recently, update maxj timestamp. */
2595         if (ULONG_CMP_LT(*maxj, j))
2596                 *maxj = j;
2597 }
2598
2599 /*
2600  * Is this the flavor of RCU that is handling full-system idle?
2601  */
2602 static bool is_sysidle_rcu_state(struct rcu_state *rsp)
2603 {
2604         return rsp == rcu_sysidle_state;
2605 }
2606
2607 /*
2608  * Bind the grace-period kthread for the sysidle flavor of RCU to the
2609  * timekeeping CPU.
2610  */
2611 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
2612 {
2613         int cpu = ACCESS_ONCE(tick_do_timer_cpu);
2614
2615         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids)
2616                 return;
2617         if (raw_smp_processor_id() != cpu)
2618                 set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(cpu));
2619 }
2620
2621 /*
2622  * Return a delay in jiffies based on the number of CPUs, rcu_node
2623  * leaf fanout, and jiffies tick rate.  The idea is to allow larger
2624  * systems more time to transition to full-idle state in order to
2625  * avoid the cache thrashing that otherwise occur on the state variable.
2626  * Really small systems (less than a couple of tens of CPUs) should
2627  * instead use a single global atomically incremented counter, and later
2628  * versions of this will automatically reconfigure themselves accordingly.
2629  */
2630 static unsigned long rcu_sysidle_delay(void)
2631 {
2632         if (nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL)
2633                 return 0;
2634         return DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids * HZ, rcu_fanout_leaf * 1000);
2635 }
2636
2637 /*
2638  * Advance the full-system-idle state.  This is invoked when all of
2639  * the non-timekeeping CPUs are idle.
2640  */
2641 static void rcu_sysidle(unsigned long j)
2642 {
2643         /* Check the current state. */
2644         switch (ACCESS_ONCE(full_sysidle_state)) {
2645         case RCU_SYSIDLE_NOT:
2646
2647                 /* First time all are idle, so note a short idle period. */
2648                 ACCESS_ONCE(full_sysidle_state) = RCU_SYSIDLE_SHORT;
2649                 break;
2650
2651         case RCU_SYSIDLE_SHORT:
2652
2653                 /*
2654                  * Idle for a bit, time to advance to next state?
2655                  * cmpxchg failure means race with non-idle, let them win.
2656                  */
2657                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, j + rcu_sysidle_delay()))
2658                         (void)cmpxchg(&full_sysidle_state,
2659                                       RCU_SYSIDLE_SHORT, RCU_SYSIDLE_LONG);
2660                 break;
2661
2662         case RCU_SYSIDLE_LONG:
2663
2664                 /*
2665                  * Do an additional check pass before advancing to full.
2666                  * cmpxchg failure means race with non-idle, let them win.
2667                  */
2668                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, j + rcu_sysidle_delay()))
2669                         (void)cmpxchg(&full_sysidle_state,
2670                                       RCU_SYSIDLE_LONG, RCU_SYSIDLE_FULL);
2671                 break;
2672
2673         default:
2674                 break;
2675         }
2676 }
2677
2678 /*
2679  * Found a non-idle non-timekeeping CPU, so kick the system-idle state
2680  * back to the beginning.
2681  */
2682 static void rcu_sysidle_cancel(void)
2683 {
2684         smp_mb();
2685         ACCESS_ONCE(full_sysidle_state) = RCU_SYSIDLE_NOT;
2686 }
2687
2688 /*
2689  * Update the sysidle state based on the results of a force-quiescent-state
2690  * scan of the CPUs' dyntick-idle state.
2691  */
2692 static void rcu_sysidle_report(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2693                                unsigned long maxj, bool gpkt)
2694 {
2695         if (rsp != rcu_sysidle_state)
2696                 return;  /* Wrong flavor, ignore. */
2697         if (gpkt && nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL)
2698                 return;  /* Running state machine from timekeeping CPU. */
2699         if (isidle)
2700                 rcu_sysidle(maxj);    /* More idle! */
2701         else
2702                 rcu_sysidle_cancel(); /* Idle is over. */
2703 }
2704
2705 /*
2706  * Wrapper for rcu_sysidle_report() when called from the grace-period
2707  * kthread's context.
2708  */
2709 static void rcu_sysidle_report_gp(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2710                                   unsigned long maxj)
2711 {
2712         rcu_sysidle_report(rsp, isidle, maxj, true);
2713 }
2714
2715 /* Callback and function for forcing an RCU grace period. */
2716 struct rcu_sysidle_head {
2717         struct rcu_head rh;
2718         int inuse;
2719 };
2720
2721 static void rcu_sysidle_cb(struct rcu_head *rhp)
2722 {
2723         struct rcu_sysidle_head *rshp;
2724
2725         /*
2726          * The following memory barrier is needed to replace the
2727          * memory barriers that would normally be in the memory
2728          * allocator.
2729          */
2730         smp_mb();  /* grace period precedes setting inuse. */
2731
2732         rshp = container_of(rhp, struct rcu_sysidle_head, rh);
2733         ACCESS_ONCE(rshp->inuse) = 0;
2734 }
2735
2736 /*
2737  * Check to see if the system is fully idle, other than the timekeeping CPU.
2738  * The caller must have disabled interrupts.
2739  */
2740 bool rcu_sys_is_idle(void)
2741 {
2742         static struct rcu_sysidle_head rsh;
2743         int rss = ACCESS_ONCE(full_sysidle_state);
2744
2745         if (WARN_ON_ONCE(smp_processor_id() != tick_do_timer_cpu))
2746                 return false;
2747
2748         /* Handle small-system case by doing a full scan of CPUs. */
2749         if (nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL) {
2750                 int oldrss = rss - 1;
2751
2752                 /*
2753                  * One pass to advance to each state up to _FULL.
2754                  * Give up if any pass fails to advance the state.
2755                  */
2756                 while (rss < RCU_SYSIDLE_FULL && oldrss < rss) {
2757                         int cpu;
2758                         bool isidle = true;
2759                         unsigned long maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2760                         struct rcu_data *rdp;
2761
2762                         /* Scan all the CPUs looking for nonidle CPUs. */
2763                         for_each_possible_cpu(cpu) {
2764                                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_sysidle_state->rda, cpu);
2765                                 rcu_sysidle_check_cpu(rdp, &isidle, &maxj);
2766                                 if (!isidle)
2767                                         break;
2768                         }
2769                         rcu_sysidle_report(rcu_sysidle_state,
2770                                            isidle, maxj, false);
2771                         oldrss = rss;
2772                         rss = ACCESS_ONCE(full_sysidle_state);
2773                 }
2774         }
2775
2776         /* If this is the first observation of an idle period, record it. */
2777         if (rss == RCU_SYSIDLE_FULL) {
2778                 rss = cmpxchg(&full_sysidle_state,
2779                               RCU_SYSIDLE_FULL, RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED);
2780                 return rss == RCU_SYSIDLE_FULL;
2781         }
2782
2783         smp_mb(); /* ensure rss load happens before later caller actions. */
2784
2785         /* If already fully idle, tell the caller (in case of races). */
2786         if (rss == RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED)
2787                 return true;
2788
2789         /*
2790          * If we aren't there yet, and a grace period is not in flight,
2791          * initiate a grace period.  Either way, tell the caller that
2792          * we are not there yet.  We use an xchg() rather than an assignment
2793          * to make up for the memory barriers that would otherwise be
2794          * provided by the memory allocator.
2795          */
2796         if (nr_cpu_ids > CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL &&
2797             !rcu_gp_in_progress(rcu_sysidle_state) &&
2798             !rsh.inuse && xchg(&rsh.inuse, 1) == 0)
2799                 call_rcu(&rsh.rh, rcu_sysidle_cb);
2800         return false;
2801 }
2802
2803 /*
2804  * Initialize dynticks sysidle state for CPUs coming online.
2805  */
2806 static void rcu_sysidle_init_percpu_data(struct rcu_dynticks *rdtp)
2807 {
2808         rdtp->dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2809 }
2810
2811 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
2812
2813 static void rcu_sysidle_enter(struct rcu_dynticks *rdtp, int irq)
2814 {
2815 }
2816
2817 static void rcu_sysidle_exit(struct rcu_dynticks *rdtp, int irq)
2818 {
2819 }
2820
2821 static void rcu_sysidle_check_cpu(struct rcu_data *rdp, bool *isidle,
2822                                   unsigned long *maxj)
2823 {
2824 }
2825
2826 static bool is_sysidle_rcu_state(struct rcu_state *rsp)
2827 {
2828         return false;
2829 }
2830
2831 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
2832 {
2833 }
2834
2835 static void rcu_sysidle_report_gp(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2836                                   unsigned long maxj)
2837 {
2838 }
2839
2840 static void rcu_sysidle_init_percpu_data(struct rcu_dynticks *rdtp)
2841 {
2842 }
2843
2844 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */