kernel/rcutiny_plugin.h

   1 /*
   2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion, the Bloatwatch edition
   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 (c) 2010 Linaro
  21  *
  22  * Author: Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com>
  23  */
  24
  25 #include <linux/kthread.h>
  26 #include <linux/debugfs.h>
  27 #include <linux/seq_file.h>
  28
  29 /* Global control variables for rcupdate callback mechanism. */
  30 struct rcu_ctrlblk {
  31         struct rcu_head *rcucblist;     /* List of pending callbacks (CBs). */
  32         struct rcu_head **donetail;     /* ->next pointer of last "done" CB. */
  33         struct rcu_head **curtail;      /* ->next pointer of last CB. */
  34         RCU_TRACE(long qlen);           /* Number of pending CBs. */
  35         RCU_TRACE(char *name);          /* Name of RCU type. */
  36 };
  37
  38 /* Definition for rcupdate control block. */
  39 static struct rcu_ctrlblk rcu_sched_ctrlblk = {
  40         .donetail       = &rcu_sched_ctrlblk.rcucblist,
  41         .curtail        = &rcu_sched_ctrlblk.rcucblist,
  42         RCU_TRACE(.name = "rcu_sched")
  43 };
  44
  45 static struct rcu_ctrlblk rcu_bh_ctrlblk = {
  46         .donetail       = &rcu_bh_ctrlblk.rcucblist,
  47         .curtail        = &rcu_bh_ctrlblk.rcucblist,
  48         RCU_TRACE(.name = "rcu_bh")
  49 };
  50
  51 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
  52 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
  53 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
  54 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
  55
  56 #ifdef CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU
  57
  58 #include <linux/delay.h>
  59
  60 /* Global control variables for preemptible RCU. */
  61 struct rcu_preempt_ctrlblk {
  62         struct rcu_ctrlblk rcb; /* curtail: ->next ptr of last CB for GP. */
  63         struct rcu_head **nexttail;
  64                                 /* Tasks blocked in a preemptible RCU */
  65                                 /*  read-side critical section while an */
  66                                 /*  preemptible-RCU grace period is in */
  67                                 /*  progress must wait for a later grace */
  68                                 /*  period.  This pointer points to the */
  69                                 /*  ->next pointer of the last task that */
  70                                 /*  must wait for a later grace period, or */
  71                                 /*  to &->rcb.rcucblist if there is no */
  72                                 /*  such task. */
  73         struct list_head blkd_tasks;
  74                                 /* Tasks blocked in RCU read-side critical */
  75                                 /*  section.  Tasks are placed at the head */
  76                                 /*  of this list and age towards the tail. */
  77         struct list_head *gp_tasks;
  78                                 /* Pointer to the first task blocking the */
  79                                 /*  current grace period, or NULL if there */
  80                                 /*  is no such task. */
  81         struct list_head *exp_tasks;
  82                                 /* Pointer to first task blocking the */
  83                                 /*  current expedited grace period, or NULL */
  84                                 /*  if there is no such task.  If there */
  85                                 /*  is no current expedited grace period, */
  86                                 /*  then there cannot be any such task. */
  87 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
  88         struct list_head *boost_tasks;
  89                                 /* Pointer to first task that needs to be */
  90                                 /*  priority-boosted, or NULL if no priority */
  91                                 /*  boosting is needed.  If there is no */
  92                                 /*  current or expedited grace period, there */
  93                                 /*  can be no such task. */
  94 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
  95         u8 gpnum;               /* Current grace period. */
  96         u8 gpcpu;               /* Last grace period blocked by the CPU. */
  97         u8 completed;           /* Last grace period completed. */
  98                                 /*  If all three are equal, RCU is idle. */
  99 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 100         unsigned long boost_time; /* When to start boosting (jiffies) */
 101 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 102 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 103         unsigned long n_grace_periods;
 104 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 105         unsigned long n_tasks_boosted;
 106                                 /* Total number of tasks boosted. */
 107         unsigned long n_exp_boosts;
 108                                 /* Number of tasks boosted for expedited GP. */
 109         unsigned long n_normal_boosts;
 110                                 /* Number of tasks boosted for normal GP. */
 111         unsigned long n_balk_blkd_tasks;
 112                                 /* Refused to boost: no blocked tasks. */
 113         unsigned long n_balk_exp_gp_tasks;
 114                                 /* Refused to boost: nothing blocking GP. */
 115         unsigned long n_balk_boost_tasks;
 116                                 /* Refused to boost: already boosting. */
 117         unsigned long n_balk_notyet;
 118                                 /* Refused to boost: not yet time. */
 119         unsigned long n_balk_nos;
 120                                 /* Refused to boost: not sure why, though. */
 121                                 /*  This can happen due to race conditions. */
 122 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 123 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
 124 };
 125
 126 static struct rcu_preempt_ctrlblk rcu_preempt_ctrlblk = {
 127         .rcb.donetail = &rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist,
 128         .rcb.curtail = &rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist,
 129         .nexttail = &rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist,
 130         .blkd_tasks = LIST_HEAD_INIT(rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks),
 131         RCU_TRACE(.rcb.name = "rcu_preempt")
 132 };
 133
 134 static int rcu_preempted_readers_exp(void);
 135 static void rcu_report_exp_done(void);
 136
 137 /*
 138  * Return true if the CPU has not yet responded to the current grace period.
 139  */
 140 static int rcu_cpu_blocking_cur_gp(void)
 141 {
 142         return rcu_preempt_ctrlblk.gpcpu != rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
 143 }
 144
 145 /*
 146  * Check for a running RCU reader.  Because there is only one CPU,
 147  * there can be but one running RCU reader at a time.  ;-)
 148  */
 149 static int rcu_preempt_running_reader(void)
 150 {
 151         return current->rcu_read_lock_nesting;
 152 }
 153
 154 /*
 155  * Check for preempted RCU readers blocking any grace period.
 156  * If the caller needs a reliable answer, it must disable hard irqs.
 157  */
 158 static int rcu_preempt_blocked_readers_any(void)
 159 {
 160         return !list_empty(&rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks);
 161 }
 162
 163 /*
 164  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period.
 165  * If the caller needs a reliable answer, it must disable hard irqs.
 166  */
 167 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(void)
 168 {
 169         return rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks != NULL;
 170 }
 171
 172 /*
 173  * Return true if another preemptible-RCU grace period is needed.
 174  */
 175 static int rcu_preempt_needs_another_gp(void)
 176 {
 177         return *rcu_preempt_ctrlblk.rcb.curtail != NULL;
 178 }
 179
 180 /*
 181  * Return true if a preemptible-RCU grace period is in progress.
 182  * The caller must disable hardirqs.
 183  */
 184 static int rcu_preempt_gp_in_progress(void)
 185 {
 186         return rcu_preempt_ctrlblk.completed != rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
 187 }
 188
 189 /*
 190  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
 191  * returning NULL if at the end of the list.
 192  */
 193 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t)
 194 {
 195         struct list_head *np;
 196
 197         np = t->rcu_node_entry.next;
 198         if (np == &rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks)
 199                 np = NULL;
 200         return np;
 201 }
 202
 203 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 204
 205 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 206 static void rcu_initiate_boost_trace(void);
 207 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 208
 209 /*
 210  * Dump additional statistice for TINY_PREEMPT_RCU.
 211  */
 212 static void show_tiny_preempt_stats(struct seq_file *m)
 213 {
 214         seq_printf(m, "rcu_preempt: qlen=%ld gp=%lu g%u/p%u/c%u tasks=%c%c%c\n",
 215                    rcu_preempt_ctrlblk.rcb.qlen,
 216                    rcu_preempt_ctrlblk.n_grace_periods,
 217                    rcu_preempt_ctrlblk.gpnum,
 218                    rcu_preempt_ctrlblk.gpcpu,
 219                    rcu_preempt_ctrlblk.completed,
 220                    "T."[list_empty(&rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks)],
 221                    "N."[!rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks],
 222                    "E."[!rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks]);
 223 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 224         seq_printf(m, "%sttb=%c ntb=%lu neb=%lu nnb=%lu j=%04x bt=%04x\n",
 225                    "             ",
 226                    "B."[!rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks],
 227                    rcu_preempt_ctrlblk.n_tasks_boosted,
 228                    rcu_preempt_ctrlblk.n_exp_boosts,
 229                    rcu_preempt_ctrlblk.n_normal_boosts,
 230                    (int)(jiffies & 0xffff),
 231                    (int)(rcu_preempt_ctrlblk.boost_time & 0xffff));
 232         seq_printf(m, "%s: nt=%lu egt=%lu bt=%lu ny=%lu nos=%lu\n",
 233                    "             balk",
 234                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_blkd_tasks,
 235                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_exp_gp_tasks,
 236                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_boost_tasks,
 237                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_notyet,
 238                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_nos);
 239 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 240 }
 241
 242 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
 243
 244 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 245
 246 #include "rtmutex_common.h"
 247
 248 #define RCU_BOOST_PRIO CONFIG_RCU_BOOST_PRIO
 249
 250 /* Controls for rcu_kthread() kthread. */
 251 static struct task_struct *rcu_kthread_task;
 252 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(rcu_kthread_wq);
 253 static unsigned long have_rcu_kthread_work;
 254
 255 /*
 256  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->boost_tasks,
 257  * and advance ->boost_tasks to the next task in the ->blkd_tasks list.
 258  */
 259 static int rcu_boost(void)
 260 {
 261         unsigned long flags;
 262         struct rt_mutex mtx;
 263         struct task_struct *t;
 264         struct list_head *tb;
 265
 266         if (rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks == NULL &&
 267             rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
 268                 return 0;  /* Nothing to boost. */
 269
 270         raw_local_irq_save(flags);
 271
 272         /*
 273          * Recheck with irqs disabled: all tasks in need of boosting
 274          * might exit their RCU read-side critical sections on their own
 275          * if we are preempted just before disabling irqs.
 276          */
 277         if (rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks == NULL &&
 278             rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL) {
 279                 raw_local_irq_restore(flags);
 280                 return 0;
 281         }
 282
 283         /*
 284          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
 285          * This cannot starve the normal grace periods because a second
 286          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
 287          * those blocking the pre-existing normal grace period.
 288          */
 289         if (rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks != NULL) {
 290                 tb = rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks;
 291                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_exp_boosts++);
 292         } else {
 293                 tb = rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks;
 294                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_normal_boosts++);
 295         }
 296         RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_tasks_boosted++);
 297
 298         /*
 299          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
 300          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
 301          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
 302          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
 303          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
 304          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
 305          */
 306         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
 307         rt_mutex_init_proxy_locked(&mtx, t);
 308         t->rcu_boost_mutex = &mtx;
 309         t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BOOSTED;
 310         raw_local_irq_restore(flags);
 311         rt_mutex_lock(&mtx);
 312         rt_mutex_unlock(&mtx);  /* Keep lockdep happy. */
 313
 314         return rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks != NULL ||
 315                rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks != NULL;
 316 }
 317
 318 /*
 319  * Check to see if it is now time to start boosting RCU readers blocking
 320  * the current grace period, and, if so, tell the rcu_kthread_task to
 321  * start boosting them.  If there is an expedited boost in progress,
 322  * we wait for it to complete.
 323  *
 324  * If there are no blocked readers blocking the current grace period,
 325  * return 0 to let the caller know, otherwise return 1.  Note that this
 326  * return value is independent of whether or not boosting was done.
 327  */
 328 static int rcu_initiate_boost(void)
 329 {
 330         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp() &&
 331             rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL) {
 332                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_exp_gp_tasks++);
 333                 return 0;
 334         }
 335         if (rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks != NULL ||
 336             (rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks != NULL &&
 337              rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks == NULL &&
 338              ULONG_CMP_GE(jiffies, rcu_preempt_ctrlblk.boost_time))) {
 339                 if (rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
 340                         rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks =
 341                                 rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks;
 342                 invoke_rcu_callbacks();
 343         } else
 344                 RCU_TRACE(rcu_initiate_boost_trace());
 345         return 1;
 346 }
 347
 348 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
 349
 350 /*
 351  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
 352  */
 353 static void rcu_preempt_boost_start_gp(void)
 354 {
 355         rcu_preempt_ctrlblk.boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
 356 }
 357
 358 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 359
 360 /*
 361  * If there is no RCU priority boosting, we don't initiate boosting,
 362  * but we do indicate whether there are blocked readers blocking the
 363  * current grace period.
 364  */
 365 static int rcu_initiate_boost(void)
 366 {
 367         return rcu_preempt_blocked_readers_cgp();
 368 }
 369
 370 /*
 371  * If there is no RCU priority boosting, nothing to do at grace-period start.
 372  */
 373 static void rcu_preempt_boost_start_gp(void)
 374 {
 375 }
 376
 377 #endif /* else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 378
 379 /*
 380  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
 381  * that this just means that the task currently running on the CPU is
 382  * in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
 383  * while in an RCU read-side critical section.
 384  *
 385  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
 386  * must disable irqs in order to protect the assignment to
 387  * ->rcu_read_unlock_special.
 388  *
 389  * Because this is a single-CPU implementation, the only way a grace
 390  * period can end is if the CPU is in a quiescent state.  The reason is
 391  * that a blocked preemptible-RCU reader can exit its critical section
 392  * only if the CPU is running it at the time.  Therefore, when the
 393  * last task blocking the current grace period exits its RCU read-side
 394  * critical section, neither the CPU nor blocked tasks will be stopping
 395  * the current grace period.  (In contrast, SMP implementations
 396  * might have CPUs running in RCU read-side critical sections that
 397  * block later grace periods -- but this is not possible given only
 398  * one CPU.)
 399  */
 400 static void rcu_preempt_cpu_qs(void)
 401 {
 402         /* Record both CPU and task as having responded to current GP. */
 403         rcu_preempt_ctrlblk.gpcpu = rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
 404         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
 405
 406         /* If there is no GP then there is nothing more to do.  */
 407         if (!rcu_preempt_gp_in_progress())
 408                 return;
 409         /*
 410          * Check up on boosting.  If there are readers blocking the
 411          * current grace period, leave.
 412          */
 413         if (rcu_initiate_boost())
 414                 return;
 415
 416         /* Advance callbacks. */
 417         rcu_preempt_ctrlblk.completed = rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
 418         rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail = rcu_preempt_ctrlblk.rcb.curtail;
 419         rcu_preempt_ctrlblk.rcb.curtail = rcu_preempt_ctrlblk.nexttail;
 420
 421         /* If there are no blocked readers, next GP is done instantly. */
 422         if (!rcu_preempt_blocked_readers_any())
 423                 rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail = rcu_preempt_ctrlblk.nexttail;
 424
 425         /* If there are done callbacks, cause them to be invoked. */
 426         if (*rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail != NULL)
 427                 invoke_rcu_callbacks();
 428 }
 429
 430 /*
 431  * Start a new RCU grace period if warranted.  Hard irqs must be disabled.
 432  */
 433 static void rcu_preempt_start_gp(void)
 434 {
 435         if (!rcu_preempt_gp_in_progress() && rcu_preempt_needs_another_gp()) {
 436
 437                 /* Official start of GP. */
 438                 rcu_preempt_ctrlblk.gpnum++;
 439                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_grace_periods++);
 440
 441                 /* Any blocked RCU readers block new GP. */
 442                 if (rcu_preempt_blocked_readers_any())
 443                         rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks =
 444                                 rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks.next;
 445
 446                 /* Set up for RCU priority boosting. */
 447                 rcu_preempt_boost_start_gp();
 448
 449                 /* If there is no running reader, CPU is done with GP. */
 450                 if (!rcu_preempt_running_reader())
 451                         rcu_preempt_cpu_qs();
 452         }
 453 }
 454
 455 /*
 456  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
 457  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
 458  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
 459  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
 460  * If the task started after the current grace period began, as recorded
 461  * by ->gpcpu, we enqueue at the beginning of the list.  Otherwise
 462  * before the element referenced by ->gp_tasks (or at the tail if
 463  * ->gp_tasks is NULL) and point ->gp_tasks at the newly added element.
 464  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
 465  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
 466  * cannot be permitted to complete until the ->gp_tasks pointer becomes
 467  * NULL.
 468  *
 469  * Caller must disable preemption.
 470  */
 471 void rcu_preempt_note_context_switch(void)
 472 {
 473         struct task_struct *t = current;
 474         unsigned long flags;
 475
 476         local_irq_save(flags); /* must exclude scheduler_tick(). */
 477         if (rcu_preempt_running_reader() &&
 478             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
 479
 480                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
 481                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
 482
 483                 /*
 484                  * If this CPU has already checked in, then this task
 485                  * will hold up the next grace period rather than the
 486                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
 487                  * If the task is queued for the current grace period
 488                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
 489                  * state for the current grace period), then as long
 490                  * as that task remains queued, the current grace period
 491                  * cannot end.
 492                  */
 493                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks);
 494                 if (rcu_cpu_blocking_cur_gp())
 495                         rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
 496         }
 497
 498         /*
 499          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
 500          * begin with, or we have now recorded that critical section
 501          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
 502          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
 503          * section, and if that critical section was blocking the current
 504          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
 505          * means that current grace period continues to be blocked.
 506          */
 507         rcu_preempt_cpu_qs();
 508         local_irq_restore(flags);
 509 }
 510
 511 /*
 512  * Tiny-preemptible RCU implementation for rcu_read_lock().
 513  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
 514  * if we block.
 515  */
 516 void __rcu_read_lock(void)
 517 {
 518         current->rcu_read_lock_nesting++;
 519         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_lock in rcutiny.c */
 520 }
 521 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
 522
 523 /*
 524  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
 525  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
 526  * read-side critical section.
 527  */
 528 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
 529 {
 530         int empty;
 531         int empty_exp;
 532         unsigned long flags;
 533         struct list_head *np;
 534         int special;
 535
 536         /*
 537          * NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state.
 538          * They therefore cannot possibly be special, so just leave.
 539          */
 540         if (in_nmi())
 541                 return;
 542
 543         local_irq_save(flags);
 544
 545         /*
 546          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
 547          * let it know that we have done so.
 548          */
 549         special = t->rcu_read_unlock_special;
 550         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS)
 551                 rcu_preempt_cpu_qs();
 552
 553         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
 554         if (in_irq()) {
 555                 local_irq_restore(flags);
 556                 return;
 557         }
 558
 559         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
 560         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
 561                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
 562
 563                 /*
 564                  * Remove this task from the ->blkd_tasks list and adjust
 565                  * any pointers that might have been referencing it.
 566                  */
 567                 empty = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp();
 568                 empty_exp = rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL;
 569                 np = rcu_next_node_entry(t);
 570                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
 571                 if (&t->rcu_node_entry == rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks)
 572                         rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks = np;
 573                 if (&t->rcu_node_entry == rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks)
 574                         rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks = np;
 575 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 576                 if (&t->rcu_node_entry == rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks)
 577                         rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks = np;
 578 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 579
 580                 /*
 581                  * If this was the last task on the current list, and if
 582                  * we aren't waiting on the CPU, report the quiescent state
 583                  * and start a new grace period if needed.
 584                  */
 585                 if (!empty && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp()) {
 586                         rcu_preempt_cpu_qs();
 587                         rcu_preempt_start_gp();
 588                 }
 589
 590                 /*
 591                  * If this was the last task on the expedited lists,
 592                  * then we need wake up the waiting task.
 593                  */
 594                 if (!empty_exp && rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
 595                         rcu_report_exp_done();
 596         }
 597 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 598         /* Unboost self if was boosted. */
 599         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BOOSTED) {
 600                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BOOSTED;
 601                 rt_mutex_unlock(t->rcu_boost_mutex);
 602                 t->rcu_boost_mutex = NULL;
 603         }
 604 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 605         local_irq_restore(flags);
 606 }
 607
 608 /*
 609  * Tiny-preemptible RCU implementation for rcu_read_unlock().
 610  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
 611  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
 612  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
 613  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
 614  */
 615 void __rcu_read_unlock(void)
 616 {
 617         struct task_struct *t = current;
 618
 619         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_unlock in rcutiny.c */
 620         --t->rcu_read_lock_nesting;
 621         barrier();  /* decrement before load of ->rcu_read_unlock_special */
 622         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0 &&
 623             unlikely(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_unlock_special)))
 624                 rcu_read_unlock_special(t);
 625 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
 626         WARN_ON_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting < 0);
 627 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING */
 628 }
 629 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
 630
 631 /*
 632  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
 633  * the task is recorded in the rcu_preempt_ctrlblk structure, which is
 634  * checked elsewhere.  This is called from the scheduling-clock interrupt.
 635  *
 636  * Caller must disable hard irqs.
 637  */
 638 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
 639 {
 640         struct task_struct *t = current;
 641
 642         if (rcu_preempt_gp_in_progress() &&
 643             (!rcu_preempt_running_reader() ||
 644              !rcu_cpu_blocking_cur_gp()))
 645                 rcu_preempt_cpu_qs();
 646         if (&rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist !=
 647             rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail)
 648                 invoke_rcu_callbacks();
 649         if (rcu_preempt_gp_in_progress() &&
 650             rcu_cpu_blocking_cur_gp() &&
 651             rcu_preempt_running_reader())
 652                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
 653 }
 654
 655 /*
 656  * TINY_PREEMPT_RCU has an extra callback-list tail pointer to
 657  * update, so this is invoked from rcu_process_callbacks() to
 658  * handle that case.  Of course, it is invoked for all flavors of
 659  * RCU, but RCU callbacks can appear only on one of the lists, and
 660  * neither ->nexttail nor ->donetail can possibly be NULL, so there
 661  * is no need for an explicit check.
 662  */
 663 static void rcu_preempt_remove_callbacks(struct rcu_ctrlblk *rcp)
 664 {
 665         if (rcu_preempt_ctrlblk.nexttail == rcp->donetail)
 666                 rcu_preempt_ctrlblk.nexttail = &rcp->rcucblist;
 667 }
 668
 669 /*
 670  * Process callbacks for preemptible RCU.
 671  */
 672 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
 673 {
 674         __rcu_process_callbacks(&rcu_preempt_ctrlblk.rcb);
 675 }
 676
 677 /*
 678  * Queue a preemptible -RCU callback for invocation after a grace period.
 679  */
 680 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
 681 {
 682         unsigned long flags;
 683
 684         debug_rcu_head_queue(head);
 685         head->func = func;
 686         head->next = NULL;
 687
 688         local_irq_save(flags);
 689         *rcu_preempt_ctrlblk.nexttail = head;
 690         rcu_preempt_ctrlblk.nexttail = &head->next;
 691         RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.rcb.qlen++);
 692         rcu_preempt_start_gp();  /* checks to see if GP needed. */
 693         local_irq_restore(flags);
 694 }
 695 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
 696
 697 /*
 698  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
 699  *
 700  * Control will return to the caller some time after a full grace
 701  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
 702  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
 703  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
 704  * and may be nested.
 705  */
 706 void synchronize_rcu(void)
 707 {
 708 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
 709         if (!rcu_scheduler_active)
 710                 return;
 711 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
 712
 713         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_running_reader());
 714         if (!rcu_preempt_blocked_readers_any())
 715                 return;
 716
 717         /* Once we get past the fastpath checks, same code as rcu_barrier(). */
 718         rcu_barrier();
 719 }
 720 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
 721
 722 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
 723 static unsigned long sync_rcu_preempt_exp_count;
 724 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
 725
 726 /*
 727  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
 728  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
 729  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
 730  * progress, returns zero unconditionally.
 731  */
 732 static int rcu_preempted_readers_exp(void)
 733 {
 734         return rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks != NULL;
 735 }
 736
 737 /*
 738  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
 739  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
 740  * grace period.
 741  */
 742 static void rcu_report_exp_done(void)
 743 {
 744         wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
 745 }
 746
 747 /*
 748  * Wait for an rcu-preempt grace period, but expedite it.  The basic idea
 749  * is to rely in the fact that there is but one CPU, and that it is
 750  * illegal for a task to invoke synchronize_rcu_expedited() while in a
 751  * preemptible-RCU read-side critical section.  Therefore, any such
 752  * critical sections must correspond to blocked tasks, which must therefore
 753  * be on the ->blkd_tasks list.  So just record the current head of the
 754  * list in the ->exp_tasks pointer, and wait for all tasks including and
 755  * after the task pointed to by ->exp_tasks to drain.
 756  */
 757 void synchronize_rcu_expedited(void)
 758 {
 759         unsigned long flags;
 760         struct rcu_preempt_ctrlblk *rpcp = &rcu_preempt_ctrlblk;
 761         unsigned long snap;
 762
 763         barrier(); /* ensure prior action seen before grace period. */
 764
 765         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_running_reader());
 766
 767         /*
 768          * Acquire lock so that there is only one preemptible RCU grace
 769          * period in flight.  Of course, if someone does the expedited
 770          * grace period for us while we are acquiring the lock, just leave.
 771          */
 772         snap = sync_rcu_preempt_exp_count + 1;
 773         mutex_lock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
 774         if (ULONG_CMP_LT(snap, sync_rcu_preempt_exp_count))
 775                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
 776
 777         local_irq_save(flags);
 778
 779         /*
 780          * All RCU readers have to already be on blkd_tasks because
 781          * we cannot legally be executing in an RCU read-side critical
 782          * section.
 783          */
 784
 785         /* Snapshot current head of ->blkd_tasks list. */
 786         rpcp->exp_tasks = rpcp->blkd_tasks.next;
 787         if (rpcp->exp_tasks == &rpcp->blkd_tasks)
 788                 rpcp->exp_tasks = NULL;
 789
 790         /* Wait for tail of ->blkd_tasks list to drain. */
 791         if (!rcu_preempted_readers_exp())
 792                 local_irq_restore(flags);
 793         else {
 794                 rcu_initiate_boost();
 795                 local_irq_restore(flags);
 796                 wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
 797                            !rcu_preempted_readers_exp());
 798         }
 799
 800         /* Clean up and exit. */
 801         barrier(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
 802         sync_rcu_preempt_exp_count++;
 803 unlock_mb_ret:
 804         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
 805         barrier(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
 806 }
 807 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
 808
 809 /*
 810  * Does preemptible RCU need the CPU to stay out of dynticks mode?
 811  */
 812 int rcu_preempt_needs_cpu(void)
 813 {
 814         if (!rcu_preempt_running_reader())
 815                 rcu_preempt_cpu_qs();
 816         return rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist != NULL;
 817 }
 818
 819 /*
 820  * Check for a task exiting while in a preemptible -RCU read-side
 821  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
 822  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
 823  * is enabled.
 824  */
 825 void exit_rcu(void)
 826 {
 827         struct task_struct *t = current;
 828
 829         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0)
 830                 return;
 831         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
 832         __rcu_read_unlock();
 833 }
 834
 835 #else /* #ifdef CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU */
 836
 837 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 838
 839 /*
 840  * Because preemptible RCU does not exist, it is not necessary to
 841  * dump out its statistics.
 842  */
 843 static void show_tiny_preempt_stats(struct seq_file *m)
 844 {
 845 }
 846
 847 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
 848
 849 /*
 850  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
 851  * to check.
 852  */
 853 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
 854 {
 855 }
 856
 857 /*
 858  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
 859  * to remove.
 860  */
 861 static void rcu_preempt_remove_callbacks(struct rcu_ctrlblk *rcp)
 862 {
 863 }
 864
 865 /*
 866  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
 867  * to process.
 868  */
 869 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
 870 {
 871 }
 872
 873 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU */
 874
 875 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 876
 877 /*
 878  * Wake up rcu_kthread() to process callbacks now eligible for invocation
 879  * or to boost readers.
 880  */
 881 static void invoke_rcu_callbacks(void)
 882 {
 883         have_rcu_kthread_work = 1;
 884         wake_up(&rcu_kthread_wq);
 885 }
 886
 887 /*
 888  * This kthread invokes RCU callbacks whose grace periods have
 889  * elapsed.  It is awakened as needed, and takes the place of the
 890  * RCU_SOFTIRQ that is used for this purpose when boosting is disabled.
 891  * This is a kthread, but it is never stopped, at least not until
 892  * the system goes down.
 893  */
 894 static int rcu_kthread(void *arg)
 895 {
 896         unsigned long work;
 897         unsigned long morework;
 898         unsigned long flags;
 899
 900         for (;;) {
 901                 wait_event_interruptible(rcu_kthread_wq,
 902                                          have_rcu_kthread_work != 0);
 903                 morework = rcu_boost();
 904                 local_irq_save(flags);
 905                 work = have_rcu_kthread_work;
 906                 have_rcu_kthread_work = morework;
 907                 local_irq_restore(flags);
 908                 if (work)
 909                         rcu_process_callbacks(NULL);
 910                 schedule_timeout_interruptible(1); /* Leave CPU for others. */
 911         }
 912
 913         return 0;  /* Not reached, but needed to shut gcc up. */
 914 }
 915
 916 /*
 917  * Spawn the kthread that invokes RCU callbacks.
 918  */
 919 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
 920 {
 921         struct sched_param sp;
 922
 923         rcu_kthread_task = kthread_run(rcu_kthread, NULL, "rcu_kthread");
 924         sp.sched_priority = RCU_BOOST_PRIO;
 925         sched_setscheduler_nocheck(rcu_kthread_task, SCHED_FIFO, &sp);
 926         return 0;
 927 }
 928 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);
 929
 930 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 931
 932 /*
 933  * Start up softirq processing of callbacks.
 934  */
 935 void invoke_rcu_callbacks(void)
 936 {
 937         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
 938 }
 939
 940 void rcu_init(void)
 941 {
 942         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
 943 }
 944
 945 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 946
 947 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
 948 #include <linux/kernel_stat.h>
 949
 950 /*
 951  * During boot, we forgive RCU lockdep issues.  After this function is
 952  * invoked, we start taking RCU lockdep issues seriously.
 953  */
 954 void __init rcu_scheduler_starting(void)
 955 {
 956         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
 957         rcu_scheduler_active = 1;
 958 }
 959
 960 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
 961
 962 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 963
 964 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 965
 966 static void rcu_initiate_boost_trace(void)
 967 {
 968         if (list_empty(&rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks))
 969                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_blkd_tasks++;
 970         else if (rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks == NULL &&
 971                  rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
 972                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_exp_gp_tasks++;
 973         else if (rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks != NULL)
 974                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_boost_tasks++;
 975         else if (!ULONG_CMP_GE(jiffies, rcu_preempt_ctrlblk.boost_time))
 976                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_notyet++;
 977         else
 978                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_nos++;
 979 }
 980
 981 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 982
 983 static void rcu_trace_sub_qlen(struct rcu_ctrlblk *rcp, int n)
 984 {
 985         unsigned long flags;
 986
 987         raw_local_irq_save(flags);
 988         rcp->qlen -= n;
 989         raw_local_irq_restore(flags);
 990 }
 991
 992 /*
 993  * Dump statistics for TINY_RCU, such as they are.
 994  */
 995 static int show_tiny_stats(struct seq_file *m, void *unused)
 996 {
 997         show_tiny_preempt_stats(m);
 998         seq_printf(m, "rcu_sched: qlen: %ld\n", rcu_sched_ctrlblk.qlen);
 999         seq_printf(m, "rcu_bh: qlen: %ld\n", rcu_bh_ctrlblk.qlen);
1000         return 0;
1001 }
1002
1003 static int show_tiny_stats_open(struct inode *inode, struct file *file)
1004 {
1005         return single_open(file, show_tiny_stats, NULL);
1006 }
1007
1008 static const struct file_operations show_tiny_stats_fops = {
1009         .owner = THIS_MODULE,
1010         .open = show_tiny_stats_open,
1011         .read = seq_read,
1012         .llseek = seq_lseek,
1013         .release = single_release,
1014 };
1015
1016 static struct dentry *rcudir;
1017
1018 static int __init rcutiny_trace_init(void)
1019 {
1020         struct dentry *retval;
1021
1022         rcudir = debugfs_create_dir("rcu", NULL);
1023         if (!rcudir)
1024                 goto free_out;
1025         retval = debugfs_create_file("rcudata", 0444, rcudir,
1026                                      NULL, &show_tiny_stats_fops);
1027         if (!retval)
1028                 goto free_out;
1029         return 0;
1030 free_out:
1031         debugfs_remove_recursive(rcudir);
1032         return 1;
1033 }
1034
1035 static void __exit rcutiny_trace_cleanup(void)
1036 {
1037         debugfs_remove_recursive(rcudir);
1038 }
1039
1040 module_init(rcutiny_trace_init);
1041 module_exit(rcutiny_trace_cleanup);
1042
1043 MODULE_AUTHOR("Paul E. McKenney");
1044 MODULE_DESCRIPTION("Read-Copy Update tracing for tiny implementation");
1045 MODULE_LICENSE("GPL");
1046
1047 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */