rcu: Decrease memory-barrier usage based on semi-formal proof
[pandora-kernel.git] / kernel / rcutree_plugin.h
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
3  * Internal non-public definitions that provide either classic
4  * or preemptable 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/stop_machine.h>
29
30 /*
31  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
32  * messages about anything out of the ordinary.  If you like #ifdef, you
33  * will love this function.
34  */
35 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
36 {
37 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
38         printk(KERN_INFO "\tRCU debugfs-based tracing is enabled.\n");
39 #endif
40 #if (defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 64) || (!defined(CONFIG_64BIT) && CONFIG_RCU_FANOUT != 32)
41         printk(KERN_INFO "\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d\n",
42                CONFIG_RCU_FANOUT);
43 #endif
44 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
45         printk(KERN_INFO "\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
46 #endif
47 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
48         printk(KERN_INFO
49                "\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
50 #endif
51 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
52         printk(KERN_INFO "\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
53 #endif
54 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE
55         printk(KERN_INFO "\tRCU torture testing starts during boot.\n");
56 #endif
57 #if defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU) && !defined(CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE)
58         printk(KERN_INFO "\tVerbose stalled-CPUs detection is disabled.\n");
59 #endif
60 #if NUM_RCU_LVL_4 != 0
61         printk(KERN_INFO "\tExperimental four-level hierarchy is enabled.\n");
62 #endif
63 }
64
65 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
66
67 struct rcu_state rcu_preempt_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt_state);
68 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_preempt_data);
69
70 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp);
71
72 /*
73  * Tell them what RCU they are running.
74  */
75 static void __init rcu_bootup_announce(void)
76 {
77         printk(KERN_INFO "Preemptable hierarchical RCU implementation.\n");
78         rcu_bootup_announce_oddness();
79 }
80
81 /*
82  * Return the number of RCU-preempt batches processed thus far
83  * for debug and statistics.
84  */
85 long rcu_batches_completed_preempt(void)
86 {
87         return rcu_preempt_state.completed;
88 }
89 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_preempt);
90
91 /*
92  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
93  */
94 long rcu_batches_completed(void)
95 {
96         return rcu_batches_completed_preempt();
97 }
98 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
99
100 /*
101  * Force a quiescent state for preemptible RCU.
102  */
103 void rcu_force_quiescent_state(void)
104 {
105         force_quiescent_state(&rcu_preempt_state, 0);
106 }
107 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
108
109 /*
110  * Record a preemptable-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
111  * that this just means that the task currently running on the CPU is
112  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
113  * while in an RCU read-side critical section.
114  *
115  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
116  * must disable irqs in order to protect the assignment to
117  * ->rcu_read_unlock_special.
118  */
119 static void rcu_preempt_qs(int cpu)
120 {
121         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
122
123         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
124         barrier();
125         rdp->passed_quiesc = 1;
126         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
127 }
128
129 /*
130  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
131  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
132  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
133  * record that fact, so we enqueue the task on the appropriate entry
134  * of the blocked_tasks[] array.  The task will dequeue itself when
135  * it exits the outermost enclosing RCU read-side critical section.
136  * Therefore, the current grace period cannot be permitted to complete
137  * until the blocked_tasks[] entry indexed by the low-order bit of
138  * rnp->gpnum empties.
139  *
140  * Caller must disable preemption.
141  */
142 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
143 {
144         struct task_struct *t = current;
145         unsigned long flags;
146         int phase;
147         struct rcu_data *rdp;
148         struct rcu_node *rnp;
149
150         if (t->rcu_read_lock_nesting &&
151             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
152
153                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
154                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_preempt_state.rda, cpu);
155                 rnp = rdp->mynode;
156                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
157                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
158                 t->rcu_blocked_node = rnp;
159
160                 /*
161                  * If this CPU has already checked in, then this task
162                  * will hold up the next grace period rather than the
163                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
164                  * If the task is queued for the current grace period
165                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
166                  * state for the current grace period), then as long
167                  * as that task remains queued, the current grace period
168                  * cannot end.
169                  *
170                  * But first, note that the current CPU must still be
171                  * on line!
172                  */
173                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) == 0);
174                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
175                 phase = (rnp->gpnum + !(rnp->qsmask & rdp->grpmask)) & 0x1;
176                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blocked_tasks[phase]);
177                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
178         }
179
180         /*
181          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
182          * begin with, or we have now recorded that critical section
183          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
184          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
185          * section, and if that critical section was blocking the current
186          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
187          * means that we continue to block the current grace period.
188          */
189         local_irq_save(flags);
190         rcu_preempt_qs(cpu);
191         local_irq_restore(flags);
192 }
193
194 /*
195  * Tree-preemptable RCU implementation for rcu_read_lock().
196  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
197  * if we block.
198  */
199 void __rcu_read_lock(void)
200 {
201         current->rcu_read_lock_nesting++;
202         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_lock in rcutree.c */
203 }
204 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
205
206 /*
207  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
208  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
209  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
210  */
211 static int rcu_preempted_readers(struct rcu_node *rnp)
212 {
213         int phase = rnp->gpnum & 0x1;
214
215         return !list_empty(&rnp->blocked_tasks[phase]) ||
216                !list_empty(&rnp->blocked_tasks[phase + 2]);
217 }
218
219 /*
220  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
221  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
222  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
223  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
224  * disabled.
225  */
226 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
227         __releases(rnp->lock)
228 {
229         unsigned long mask;
230         struct rcu_node *rnp_p;
231
232         if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
233                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
234                 return;  /* Still need more quiescent states! */
235         }
236
237         rnp_p = rnp->parent;
238         if (rnp_p == NULL) {
239                 /*
240                  * Either there is only one rcu_node in the tree,
241                  * or tasks were kicked up to root rcu_node due to
242                  * CPUs going offline.
243                  */
244                 rcu_report_qs_rsp(&rcu_preempt_state, flags);
245                 return;
246         }
247
248         /* Report up the rest of the hierarchy. */
249         mask = rnp->grpmask;
250         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
251         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
252         rcu_report_qs_rnp(mask, &rcu_preempt_state, rnp_p, flags);
253 }
254
255 /*
256  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
257  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
258  * read-side critical section.
259  */
260 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
261 {
262         int empty;
263         int empty_exp;
264         unsigned long flags;
265         struct rcu_node *rnp;
266         int special;
267
268         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
269         if (in_nmi())
270                 return;
271
272         local_irq_save(flags);
273
274         /*
275          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
276          * let it know that we have done so.
277          */
278         special = t->rcu_read_unlock_special;
279         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS) {
280                 rcu_preempt_qs(smp_processor_id());
281         }
282
283         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
284         if (in_irq()) {
285                 local_irq_restore(flags);
286                 return;
287         }
288
289         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
290         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
291                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
292
293                 /*
294                  * Remove this task from the list it blocked on.  The
295                  * task can migrate while we acquire the lock, but at
296                  * most one time.  So at most two passes through loop.
297                  */
298                 for (;;) {
299                         rnp = t->rcu_blocked_node;
300                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
301                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
302                                 break;
303                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
304                 }
305                 empty = !rcu_preempted_readers(rnp);
306                 empty_exp = !rcu_preempted_readers_exp(rnp);
307                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
308                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
309                 t->rcu_blocked_node = NULL;
310
311                 /*
312                  * If this was the last task on the current list, and if
313                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
314                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock.
315                  */
316                 if (empty)
317                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
318                 else
319                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
320
321                 /*
322                  * If this was the last task on the expedited lists,
323                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
324                  */
325                 if (!empty_exp && !rcu_preempted_readers_exp(rnp))
326                         rcu_report_exp_rnp(&rcu_preempt_state, rnp);
327         } else {
328                 local_irq_restore(flags);
329         }
330 }
331
332 /*
333  * Tree-preemptable RCU implementation for rcu_read_unlock().
334  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
335  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
336  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
337  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
338  */
339 void __rcu_read_unlock(void)
340 {
341         struct task_struct *t = current;
342
343         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_unlock in rcutree.c */
344         --t->rcu_read_lock_nesting;
345         barrier();  /* decrement before load of ->rcu_read_unlock_special */
346         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0 &&
347             unlikely(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_unlock_special)))
348                 rcu_read_unlock_special(t);
349 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
350         WARN_ON_ONCE(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting) < 0);
351 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING */
352 }
353 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
354
355 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE
356
357 /*
358  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
359  * grace period on the specified rcu_node structure.
360  */
361 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
362 {
363         unsigned long flags;
364         struct list_head *lp;
365         int phase;
366         struct task_struct *t;
367
368         if (rcu_preempted_readers(rnp)) {
369                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
370                 phase = rnp->gpnum & 0x1;
371                 lp = &rnp->blocked_tasks[phase];
372                 list_for_each_entry(t, lp, rcu_node_entry)
373                         sched_show_task(t);
374                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
375         }
376 }
377
378 /*
379  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
380  * grace period.
381  */
382 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
383 {
384         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
385
386         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
387         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
388                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
389 }
390
391 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
392
393 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
394 {
395 }
396
397 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_VERBOSE */
398
399 /*
400  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
401  * sections, printing out the tid of each.
402  */
403 static void rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
404 {
405         struct list_head *lp;
406         int phase;
407         struct task_struct *t;
408
409         if (rcu_preempted_readers(rnp)) {
410                 phase = rnp->gpnum & 0x1;
411                 lp = &rnp->blocked_tasks[phase];
412                 list_for_each_entry(t, lp, rcu_node_entry)
413                         printk(" P%d", t->pid);
414         }
415 }
416
417 /*
418  * Suppress preemptible RCU's CPU stall warnings by pushing the
419  * time of the next stall-warning message comfortably far into the
420  * future.
421  */
422 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
423 {
424         rcu_preempt_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
425 }
426
427 /*
428  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
429  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
430  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
431  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
432  * must be held by the caller.
433  */
434 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
435 {
436         WARN_ON_ONCE(rcu_preempted_readers(rnp));
437         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
438 }
439
440 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
441
442 /*
443  * Handle tasklist migration for case in which all CPUs covered by the
444  * specified rcu_node have gone offline.  Move them up to the root
445  * rcu_node.  The reason for not just moving them to the immediate
446  * parent is to remove the need for rcu_read_unlock_special() to
447  * make more than two attempts to acquire the target rcu_node's lock.
448  * Returns true if there were tasks blocking the current RCU grace
449  * period.
450  *
451  * Returns 1 if there was previously a task blocking the current grace
452  * period on the specified rcu_node structure.
453  *
454  * The caller must hold rnp->lock with irqs disabled.
455  */
456 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
457                                      struct rcu_node *rnp,
458                                      struct rcu_data *rdp)
459 {
460         int i;
461         struct list_head *lp;
462         struct list_head *lp_root;
463         int retval = 0;
464         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
465         struct task_struct *tp;
466
467         if (rnp == rnp_root) {
468                 WARN_ONCE(1, "Last CPU thought to be offlined?");
469                 return 0;  /* Shouldn't happen: at least one CPU online. */
470         }
471         WARN_ON_ONCE(rnp != rdp->mynode &&
472                      (!list_empty(&rnp->blocked_tasks[0]) ||
473                       !list_empty(&rnp->blocked_tasks[1]) ||
474                       !list_empty(&rnp->blocked_tasks[2]) ||
475                       !list_empty(&rnp->blocked_tasks[3])));
476
477         /*
478          * Move tasks up to root rcu_node.  Rely on the fact that the
479          * root rcu_node can be at most one ahead of the rest of the
480          * rcu_nodes in terms of gp_num value.  This fact allows us to
481          * move the blocked_tasks[] array directly, element by element.
482          */
483         if (rcu_preempted_readers(rnp))
484                 retval |= RCU_OFL_TASKS_NORM_GP;
485         if (rcu_preempted_readers_exp(rnp))
486                 retval |= RCU_OFL_TASKS_EXP_GP;
487         for (i = 0; i < 4; i++) {
488                 lp = &rnp->blocked_tasks[i];
489                 lp_root = &rnp_root->blocked_tasks[i];
490                 while (!list_empty(lp)) {
491                         tp = list_entry(lp->next, typeof(*tp), rcu_node_entry);
492                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
493                         list_del(&tp->rcu_node_entry);
494                         tp->rcu_blocked_node = rnp_root;
495                         list_add(&tp->rcu_node_entry, lp_root);
496                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs remain disabled */
497                 }
498         }
499         return retval;
500 }
501
502 /*
503  * Do CPU-offline processing for preemptable RCU.
504  */
505 static void rcu_preempt_offline_cpu(int cpu)
506 {
507         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_preempt_state);
508 }
509
510 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
511
512 /*
513  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
514  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
515  * which is checked elsewhere.
516  *
517  * Caller must disable hard irqs.
518  */
519 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
520 {
521         struct task_struct *t = current;
522
523         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
524                 rcu_preempt_qs(cpu);
525                 return;
526         }
527         if (per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).qs_pending)
528                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
529 }
530
531 /*
532  * Process callbacks for preemptable RCU.
533  */
534 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
535 {
536         __rcu_process_callbacks(&rcu_preempt_state,
537                                 &__get_cpu_var(rcu_preempt_data));
538 }
539
540 /*
541  * Queue a preemptable-RCU callback for invocation after a grace period.
542  */
543 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
544 {
545         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state);
546 }
547 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
548
549 /**
550  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
551  *
552  * Control will return to the caller some time after a full grace
553  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
554  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
555  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
556  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
557  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
558  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
559  */
560 void synchronize_rcu(void)
561 {
562         struct rcu_synchronize rcu;
563
564         if (!rcu_scheduler_active)
565                 return;
566
567         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
568         init_completion(&rcu.completion);
569         /* Will wake me after RCU finished. */
570         call_rcu(&rcu.head, wakeme_after_rcu);
571         /* Wait for it. */
572         wait_for_completion(&rcu.completion);
573         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
574 }
575 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
576
577 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
578 static long sync_rcu_preempt_exp_count;
579 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
580
581 /*
582  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
583  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
584  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
585  * progress, returns zero unconditionally.
586  */
587 static int rcu_preempted_readers_exp(struct rcu_node *rnp)
588 {
589         return !list_empty(&rnp->blocked_tasks[2]) ||
590                !list_empty(&rnp->blocked_tasks[3]);
591 }
592
593 /*
594  * return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
595  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
596  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
597  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
598  * RCU -- other RCU implementation use other means.
599  *
600  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
601  */
602 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
603 {
604         return !rcu_preempted_readers_exp(rnp) &&
605                ACCESS_ONCE(rnp->expmask) == 0;
606 }
607
608 /*
609  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
610  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
611  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
612  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
613  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
614  * iteratively!)
615  *
616  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex.
617  */
618 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
619 {
620         unsigned long flags;
621         unsigned long mask;
622
623         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
624         for (;;) {
625                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp))
626                         break;
627                 if (rnp->parent == NULL) {
628                         wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
629                         break;
630                 }
631                 mask = rnp->grpmask;
632                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
633                 rnp = rnp->parent;
634                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
635                 rnp->expmask &= ~mask;
636         }
637         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
638 }
639
640 /*
641  * Snapshot the tasks blocking the newly started preemptible-RCU expedited
642  * grace period for the specified rcu_node structure.  If there are no such
643  * tasks, report it up the rcu_node hierarchy.
644  *
645  * Caller must hold sync_rcu_preempt_exp_mutex and rsp->onofflock.
646  */
647 static void
648 sync_rcu_preempt_exp_init(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
649 {
650         int must_wait;
651
652         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
653         list_splice_init(&rnp->blocked_tasks[0], &rnp->blocked_tasks[2]);
654         list_splice_init(&rnp->blocked_tasks[1], &rnp->blocked_tasks[3]);
655         must_wait = rcu_preempted_readers_exp(rnp);
656         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
657         if (!must_wait)
658                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp);
659 }
660
661 /*
662  * Wait for an rcu-preempt grace period, but expedite it.  The basic idea
663  * is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
664  * the ->blocked_tasks[] lists, move all entries from the first set of
665  * ->blocked_tasks[] lists to the second set, and finally wait for this
666  * second set to drain.
667  */
668 void synchronize_rcu_expedited(void)
669 {
670         unsigned long flags;
671         struct rcu_node *rnp;
672         struct rcu_state *rsp = &rcu_preempt_state;
673         long snap;
674         int trycount = 0;
675
676         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
677         snap = ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) + 1;
678         smp_mb(); /* Above access cannot bleed into critical section. */
679
680         /*
681          * Acquire lock, falling back to synchronize_rcu() if too many
682          * lock-acquisition failures.  Of course, if someone does the
683          * expedited grace period for us, just leave.
684          */
685         while (!mutex_trylock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex)) {
686                 if (trycount++ < 10)
687                         udelay(trycount * num_online_cpus());
688                 else {
689                         synchronize_rcu();
690                         return;
691                 }
692                 if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
693                         goto mb_ret; /* Others did our work for us. */
694         }
695         if ((ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count) - snap) > 0)
696                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
697
698         /* force all RCU readers onto blocked_tasks[]. */
699         synchronize_sched_expedited();
700
701         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
702
703         /* Initialize ->expmask for all non-leaf rcu_node structures. */
704         rcu_for_each_nonleaf_node_breadth_first(rsp, rnp) {
705                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
706                 rnp->expmask = rnp->qsmaskinit;
707                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
708         }
709
710         /* Snapshot current state of ->blocked_tasks[] lists. */
711         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
712                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rnp);
713         if (NUM_RCU_NODES > 1)
714                 sync_rcu_preempt_exp_init(rsp, rcu_get_root(rsp));
715
716         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
717
718         /* Wait for snapshotted ->blocked_tasks[] lists to drain. */
719         rnp = rcu_get_root(rsp);
720         wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
721                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp));
722
723         /* Clean up and exit. */
724         smp_mb(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
725         ACCESS_ONCE(sync_rcu_preempt_exp_count)++;
726 unlock_mb_ret:
727         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
728 mb_ret:
729         smp_mb(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
730 }
731 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
732
733 /*
734  * Check to see if there is any immediate preemptable-RCU-related work
735  * to be done.
736  */
737 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
738 {
739         return __rcu_pending(&rcu_preempt_state,
740                              &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu));
741 }
742
743 /*
744  * Does preemptable RCU need the CPU to stay out of dynticks mode?
745  */
746 static int rcu_preempt_needs_cpu(int cpu)
747 {
748         return !!per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).nxtlist;
749 }
750
751 /**
752  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
753  */
754 void rcu_barrier(void)
755 {
756         _rcu_barrier(&rcu_preempt_state, call_rcu);
757 }
758 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
759
760 /*
761  * Initialize preemptable RCU's per-CPU data.
762  */
763 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
764 {
765         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_preempt_state, 1);
766 }
767
768 /*
769  * Move preemptable RCU's callbacks from dying CPU to other online CPU.
770  */
771 static void rcu_preempt_send_cbs_to_online(void)
772 {
773         rcu_send_cbs_to_online(&rcu_preempt_state);
774 }
775
776 /*
777  * Initialize preemptable RCU's state structures.
778  */
779 static void __init __rcu_init_preempt(void)
780 {
781         rcu_init_one(&rcu_preempt_state, &rcu_preempt_data);
782 }
783
784 /*
785  * Check for a task exiting while in a preemptable-RCU read-side
786  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
787  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
788  * is enabled.
789  */
790 void exit_rcu(void)
791 {
792         struct task_struct *t = current;
793
794         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0)
795                 return;
796         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
797         rcu_read_unlock();
798 }
799
800 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
801
802 /*
803  * Tell them what RCU they are running.
804  */
805 static void __init rcu_bootup_announce(void)
806 {
807         printk(KERN_INFO "Hierarchical RCU implementation.\n");
808         rcu_bootup_announce_oddness();
809 }
810
811 /*
812  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
813  */
814 long rcu_batches_completed(void)
815 {
816         return rcu_batches_completed_sched();
817 }
818 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
819
820 /*
821  * Force a quiescent state for RCU, which, because there is no preemptible
822  * RCU, becomes the same as rcu-sched.
823  */
824 void rcu_force_quiescent_state(void)
825 {
826         rcu_sched_force_quiescent_state();
827 }
828 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
829
830 /*
831  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
832  * CPUs being in quiescent states.
833  */
834 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
835 {
836 }
837
838 /*
839  * Because preemptable RCU does not exist, there are never any preempted
840  * RCU readers.
841  */
842 static int rcu_preempted_readers(struct rcu_node *rnp)
843 {
844         return 0;
845 }
846
847 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
848
849 /* Because preemptible RCU does not exist, no quieting of tasks. */
850 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
851 {
852         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
853 }
854
855 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
856
857 /*
858  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
859  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
860  */
861 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
862 {
863 }
864
865 /*
866  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
867  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
868  */
869 static void rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
870 {
871 }
872
873 /*
874  * Because preemptible RCU does not exist, there is no need to suppress
875  * its CPU stall warnings.
876  */
877 static void rcu_preempt_stall_reset(void)
878 {
879 }
880
881 /*
882  * Because there is no preemptable RCU, there can be no readers blocked,
883  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
884  * bogus qsmask values.
885  */
886 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
887 {
888         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
889 }
890
891 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
892
893 /*
894  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs to migrate
895  * tasks that were blocked within RCU read-side critical sections, and
896  * such non-existent tasks cannot possibly have been blocking the current
897  * grace period.
898  */
899 static int rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
900                                      struct rcu_node *rnp,
901                                      struct rcu_data *rdp)
902 {
903         return 0;
904 }
905
906 /*
907  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs CPU-offline
908  * processing.
909  */
910 static void rcu_preempt_offline_cpu(int cpu)
911 {
912 }
913
914 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
915
916 /*
917  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any callbacks
918  * to check.
919  */
920 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
921 {
922 }
923
924 /*
925  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any callbacks
926  * to process.
927  */
928 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
929 {
930 }
931
932 /*
933  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
934  * But because preemptable RCU does not exist, map to rcu-sched.
935  */
936 void synchronize_rcu_expedited(void)
937 {
938         synchronize_sched_expedited();
939 }
940 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
941
942 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
943
944 /*
945  * Because preemptable RCU does not exist, there is never any need to
946  * report on tasks preempted in RCU read-side critical sections during
947  * expedited RCU grace periods.
948  */
949 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
950 {
951         return;
952 }
953
954 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
955
956 /*
957  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any work to do.
958  */
959 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
960 {
961         return 0;
962 }
963
964 /*
965  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs any CPU.
966  */
967 static int rcu_preempt_needs_cpu(int cpu)
968 {
969         return 0;
970 }
971
972 /*
973  * Because preemptable RCU does not exist, rcu_barrier() is just
974  * another name for rcu_barrier_sched().
975  */
976 void rcu_barrier(void)
977 {
978         rcu_barrier_sched();
979 }
980 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
981
982 /*
983  * Because preemptable RCU does not exist, there is no per-CPU
984  * data to initialize.
985  */
986 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
987 {
988 }
989
990 /*
991  * Because there is no preemptable RCU, there are no callbacks to move.
992  */
993 static void rcu_preempt_send_cbs_to_online(void)
994 {
995 }
996
997 /*
998  * Because preemptable RCU does not exist, it need not be initialized.
999  */
1000 static void __init __rcu_init_preempt(void)
1001 {
1002 }
1003
1004 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1005
1006 #ifndef CONFIG_SMP
1007
1008 void synchronize_sched_expedited(void)
1009 {
1010         cond_resched();
1011 }
1012 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
1013
1014 #else /* #ifndef CONFIG_SMP */
1015
1016 static atomic_t sync_sched_expedited_started = ATOMIC_INIT(0);
1017 static atomic_t sync_sched_expedited_done = ATOMIC_INIT(0);
1018
1019 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
1020 {
1021         /*
1022          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
1023          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
1024          * time that it returns.
1025          *
1026          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
1027          * above condition is already met when the control reaches
1028          * this point and the following smp_mb() is not strictly
1029          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
1030          * robustness against future implementation changes.
1031          */
1032         smp_mb(); /* See above comment block. */
1033         return 0;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Wait for an rcu-sched grace period to elapse, but use "big hammer"
1038  * approach to force grace period to end quickly.  This consumes
1039  * significant time on all CPUs, and is thus not recommended for
1040  * any sort of common-case code.
1041  *
1042  * Note that it is illegal to call this function while holding any
1043  * lock that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  Failing to
1044  * observe this restriction will result in deadlock.
1045  *
1046  * This implementation can be thought of as an application of ticket
1047  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
1048  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
1049  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
1050  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
1051  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
1052  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
1053  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
1054  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
1055  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
1056  *
1057  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
1058  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
1059  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
1060  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
1061  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
1062  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
1063  * doing our work for us.
1064  *
1065  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
1066  */
1067 void synchronize_sched_expedited(void)
1068 {
1069         int firstsnap, s, snap, trycount = 0;
1070
1071         /* Note that atomic_inc_return() implies full memory barrier. */
1072         firstsnap = snap = atomic_inc_return(&sync_sched_expedited_started);
1073         get_online_cpus();
1074
1075         /*
1076          * Each pass through the following loop attempts to force a
1077          * context switch on each CPU.
1078          */
1079         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
1080                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
1081                              NULL) == -EAGAIN) {
1082                 put_online_cpus();
1083
1084                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
1085                 if (trycount++ < 10)
1086                         udelay(trycount * num_online_cpus());
1087                 else {
1088                         synchronize_sched();
1089                         return;
1090                 }
1091
1092                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
1093                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
1094                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)firstsnap)) {
1095                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
1096                         return;
1097                 }
1098
1099                 /*
1100                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
1101                  * callers to piggyback on our grace period.  We subtract
1102                  * 1 to get the same token that the last incrementer got.
1103                  * We retry after they started, so our grace period works
1104                  * for them, and they started after our first try, so their
1105                  * grace period works for us.
1106                  */
1107                 get_online_cpus();
1108                 snap = atomic_read(&sync_sched_expedited_started) - 1;
1109                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
1110         }
1111
1112         /*
1113          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
1114          * period.  Update the counter, but only if our work is still
1115          * relevant -- which it won't be if someone who started later
1116          * than we did beat us to the punch.
1117          */
1118         do {
1119                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
1120                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)snap)) {
1121                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
1122                         break;
1123                 }
1124         } while (atomic_cmpxchg(&sync_sched_expedited_done, s, snap) != s);
1125
1126         put_online_cpus();
1127 }
1128 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
1129
1130 #endif /* #else #ifndef CONFIG_SMP */
1131
1132 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1133
1134 /*
1135  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1136  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1137  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1138  * an exported member of the RCU API.
1139  *
1140  * Because we have preemptible RCU, just check whether this CPU needs
1141  * any flavor of RCU.  Do not chew up lots of CPU cycles with preemption
1142  * disabled in a most-likely vain attempt to cause RCU not to need this CPU.
1143  */
1144 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1145 {
1146         return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1147 }
1148
1149 /*
1150  * Check to see if we need to continue a callback-flush operations to
1151  * allow the last CPU to enter dyntick-idle mode.  But fast dyntick-idle
1152  * entry is not configured, so we never do need to.
1153  */
1154 static void rcu_needs_cpu_flush(void)
1155 {
1156 }
1157
1158 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1159
1160 #define RCU_NEEDS_CPU_FLUSHES 5
1161 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_dyntick_drain);
1162 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, rcu_dyntick_holdoff);
1163
1164 /*
1165  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1166  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1167  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1168  * an exported member of the RCU API.
1169  *
1170  * Because we are not supporting preemptible RCU, attempt to accelerate
1171  * any current grace periods so that RCU no longer needs this CPU, but
1172  * only if all other CPUs are already in dynticks-idle mode.  This will
1173  * allow the CPU cores to be powered down immediately, as opposed to after
1174  * waiting many milliseconds for grace periods to elapse.
1175  *
1176  * Because it is not legal to invoke rcu_process_callbacks() with irqs
1177  * disabled, we do one pass of force_quiescent_state(), then do a
1178  * raise_softirq() to cause rcu_process_callbacks() to be invoked later.
1179  * The per-cpu rcu_dyntick_drain variable controls the sequencing.
1180  */
1181 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1182 {
1183         int c = 0;
1184         int snap;
1185         int thatcpu;
1186
1187         /* Check for being in the holdoff period. */
1188         if (per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) == jiffies)
1189                 return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1190
1191         /* Don't bother unless we are the last non-dyntick-idle CPU. */
1192         for_each_online_cpu(thatcpu) {
1193                 if (thatcpu == cpu)
1194                         continue;
1195                 snap = atomic_add_return(0, &per_cpu(rcu_dynticks,
1196                                                      thatcpu).dynticks);
1197                 smp_mb(); /* Order sampling of snap with end of grace period. */
1198                 if ((snap & 0x1) != 0) {
1199                         per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) = 0;
1200                         per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) = jiffies - 1;
1201                         return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1202                 }
1203         }
1204
1205         /* Check and update the rcu_dyntick_drain sequencing. */
1206         if (per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0) {
1207                 /* First time through, initialize the counter. */
1208                 per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) = RCU_NEEDS_CPU_FLUSHES;
1209         } else if (--per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0) {
1210                 /* We have hit the limit, so time to give up. */
1211                 per_cpu(rcu_dyntick_holdoff, cpu) = jiffies;
1212                 return rcu_needs_cpu_quick_check(cpu);
1213         }
1214
1215         /* Do one step pushing remaining RCU callbacks through. */
1216         if (per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist) {
1217                 rcu_sched_qs(cpu);
1218                 force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
1219                 c = c || per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist;
1220         }
1221         if (per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist) {
1222                 rcu_bh_qs(cpu);
1223                 force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
1224                 c = c || per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist;
1225         }
1226
1227         /* If RCU callbacks are still pending, RCU still needs this CPU. */
1228         if (c)
1229                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1230         return c;
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Check to see if we need to continue a callback-flush operations to
1235  * allow the last CPU to enter dyntick-idle mode.
1236  */
1237 static void rcu_needs_cpu_flush(void)
1238 {
1239         int cpu = smp_processor_id();
1240         unsigned long flags;
1241
1242         if (per_cpu(rcu_dyntick_drain, cpu) <= 0)
1243                 return;
1244         local_irq_save(flags);
1245         (void)rcu_needs_cpu(cpu);
1246         local_irq_restore(flags);
1247 }
1248
1249 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */