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/module.h>
  27 #include <linux/debugfs.h>
  28 #include <linux/seq_file.h>
  29
  30 /* Global control variables for rcupdate callback mechanism. */
  31 struct rcu_ctrlblk {
  32         struct rcu_head *rcucblist;     /* List of pending callbacks (CBs). */
  33         struct rcu_head **donetail;     /* ->next pointer of last "done" CB. */
  34         struct rcu_head **curtail;      /* ->next pointer of last CB. */
  35         RCU_TRACE(long qlen);           /* Number of pending CBs. */
  36         RCU_TRACE(char *name);          /* Name of RCU type. */
  37 };
  38
  39 /* Definition for rcupdate control block. */
  40 static struct rcu_ctrlblk rcu_sched_ctrlblk = {
  41         .donetail       = &rcu_sched_ctrlblk.rcucblist,
  42         .curtail        = &rcu_sched_ctrlblk.rcucblist,
  43         RCU_TRACE(.name = "rcu_sched")
  44 };
  45
  46 static struct rcu_ctrlblk rcu_bh_ctrlblk = {
  47         .donetail       = &rcu_bh_ctrlblk.rcucblist,
  48         .curtail        = &rcu_bh_ctrlblk.rcucblist,
  49         RCU_TRACE(.name = "rcu_bh")
  50 };
  51
  52 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
  53 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
  54 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
  55 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
  56
  57 #ifdef CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU
  58
  59 #include <linux/delay.h>
  60
  61 /* Global control variables for preemptible RCU. */
  62 struct rcu_preempt_ctrlblk {
  63         struct rcu_ctrlblk rcb; /* curtail: ->next ptr of last CB for GP. */
  64         struct rcu_head **nexttail;
  65                                 /* Tasks blocked in a preemptible RCU */
  66                                 /*  read-side critical section while an */
  67                                 /*  preemptible-RCU grace period is in */
  68                                 /*  progress must wait for a later grace */
  69                                 /*  period.  This pointer points to the */
  70                                 /*  ->next pointer of the last task that */
  71                                 /*  must wait for a later grace period, or */
  72                                 /*  to &->rcb.rcucblist if there is no */
  73                                 /*  such task. */
  74         struct list_head blkd_tasks;
  75                                 /* Tasks blocked in RCU read-side critical */
  76                                 /*  section.  Tasks are placed at the head */
  77                                 /*  of this list and age towards the tail. */
  78         struct list_head *gp_tasks;
  79                                 /* Pointer to the first task blocking the */
  80                                 /*  current grace period, or NULL if there */
  81                                 /*  is no such task. */
  82         struct list_head *exp_tasks;
  83                                 /* Pointer to first task blocking the */
  84                                 /*  current expedited grace period, or NULL */
  85                                 /*  if there is no such task.  If there */
  86                                 /*  is no current expedited grace period, */
  87                                 /*  then there cannot be any such task. */
  88 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
  89         struct list_head *boost_tasks;
  90                                 /* Pointer to first task that needs to be */
  91                                 /*  priority-boosted, or NULL if no priority */
  92                                 /*  boosting is needed.  If there is no */
  93                                 /*  current or expedited grace period, there */
  94                                 /*  can be no such task. */
  95 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
  96         u8 gpnum;               /* Current grace period. */
  97         u8 gpcpu;               /* Last grace period blocked by the CPU. */
  98         u8 completed;           /* Last grace period completed. */
  99                                 /*  If all three are equal, RCU is idle. */
 100 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 101         unsigned long boost_time; /* When to start boosting (jiffies) */
 102 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 103 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 104         unsigned long n_grace_periods;
 105 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 106         unsigned long n_tasks_boosted;
 107                                 /* Total number of tasks boosted. */
 108         unsigned long n_exp_boosts;
 109                                 /* Number of tasks boosted for expedited GP. */
 110         unsigned long n_normal_boosts;
 111                                 /* Number of tasks boosted for normal GP. */
 112         unsigned long n_balk_blkd_tasks;
 113                                 /* Refused to boost: no blocked tasks. */
 114         unsigned long n_balk_exp_gp_tasks;
 115                                 /* Refused to boost: nothing blocking GP. */
 116         unsigned long n_balk_boost_tasks;
 117                                 /* Refused to boost: already boosting. */
 118         unsigned long n_balk_notyet;
 119                                 /* Refused to boost: not yet time. */
 120         unsigned long n_balk_nos;
 121                                 /* Refused to boost: not sure why, though. */
 122                                 /*  This can happen due to race conditions. */
 123 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 124 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
 125 };
 126
 127 static struct rcu_preempt_ctrlblk rcu_preempt_ctrlblk = {
 128         .rcb.donetail = &rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist,
 129         .rcb.curtail = &rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist,
 130         .nexttail = &rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist,
 131         .blkd_tasks = LIST_HEAD_INIT(rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks),
 132         RCU_TRACE(.rcb.name = "rcu_preempt")
 133 };
 134
 135 static int rcu_preempted_readers_exp(void);
 136 static void rcu_report_exp_done(void);
 137
 138 /*
 139  * Return true if the CPU has not yet responded to the current grace period.
 140  */
 141 static int rcu_cpu_blocking_cur_gp(void)
 142 {
 143         return rcu_preempt_ctrlblk.gpcpu != rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
 144 }
 145
 146 /*
 147  * Check for a running RCU reader.  Because there is only one CPU,
 148  * there can be but one running RCU reader at a time.  ;-)
 149  *
 150  * Returns zero if there are no running readers.  Returns a positive
 151  * number if there is at least one reader within its RCU read-side
 152  * critical section.  Returns a negative number if an outermost reader
 153  * is in the midst of exiting from its RCU read-side critical section
 154  *
 155  * Returns zero if there are no running readers.  Returns a positive
 156  * number if there is at least one reader within its RCU read-side
 157  * critical section.  Returns a negative number if an outermost reader
 158  * is in the midst of exiting from its RCU read-side critical section.
 159  */
 160 static int rcu_preempt_running_reader(void)
 161 {
 162         return current->rcu_read_lock_nesting;
 163 }
 164
 165 /*
 166  * Check for preempted RCU readers blocking any grace period.
 167  * If the caller needs a reliable answer, it must disable hard irqs.
 168  */
 169 static int rcu_preempt_blocked_readers_any(void)
 170 {
 171         return !list_empty(&rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks);
 172 }
 173
 174 /*
 175  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period.
 176  * If the caller needs a reliable answer, it must disable hard irqs.
 177  */
 178 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(void)
 179 {
 180         return rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks != NULL;
 181 }
 182
 183 /*
 184  * Return true if another preemptible-RCU grace period is needed.
 185  */
 186 static int rcu_preempt_needs_another_gp(void)
 187 {
 188         return *rcu_preempt_ctrlblk.rcb.curtail != NULL;
 189 }
 190
 191 /*
 192  * Return true if a preemptible-RCU grace period is in progress.
 193  * The caller must disable hardirqs.
 194  */
 195 static int rcu_preempt_gp_in_progress(void)
 196 {
 197         return rcu_preempt_ctrlblk.completed != rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
 198 }
 199
 200 /*
 201  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
 202  * returning NULL if at the end of the list.
 203  */
 204 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t)
 205 {
 206         struct list_head *np;
 207
 208         np = t->rcu_node_entry.next;
 209         if (np == &rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks)
 210                 np = NULL;
 211         return np;
 212 }
 213
 214 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 215
 216 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 217 static void rcu_initiate_boost_trace(void);
 218 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 219
 220 /*
 221  * Dump additional statistice for TINY_PREEMPT_RCU.
 222  */
 223 static void show_tiny_preempt_stats(struct seq_file *m)
 224 {
 225         seq_printf(m, "rcu_preempt: qlen=%ld gp=%lu g%u/p%u/c%u tasks=%c%c%c\n",
 226                    rcu_preempt_ctrlblk.rcb.qlen,
 227                    rcu_preempt_ctrlblk.n_grace_periods,
 228                    rcu_preempt_ctrlblk.gpnum,
 229                    rcu_preempt_ctrlblk.gpcpu,
 230                    rcu_preempt_ctrlblk.completed,
 231                    "T."[list_empty(&rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks)],
 232                    "N."[!rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks],
 233                    "E."[!rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks]);
 234 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 235         seq_printf(m, "%sttb=%c ntb=%lu neb=%lu nnb=%lu j=%04x bt=%04x\n",
 236                    "             ",
 237                    "B."[!rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks],
 238                    rcu_preempt_ctrlblk.n_tasks_boosted,
 239                    rcu_preempt_ctrlblk.n_exp_boosts,
 240                    rcu_preempt_ctrlblk.n_normal_boosts,
 241                    (int)(jiffies & 0xffff),
 242                    (int)(rcu_preempt_ctrlblk.boost_time & 0xffff));
 243         seq_printf(m, "%s: nt=%lu egt=%lu bt=%lu ny=%lu nos=%lu\n",
 244                    "             balk",
 245                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_blkd_tasks,
 246                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_exp_gp_tasks,
 247                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_boost_tasks,
 248                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_notyet,
 249                    rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_nos);
 250 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 251 }
 252
 253 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
 254
 255 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 256
 257 #include "rtmutex_common.h"
 258
 259 #define RCU_BOOST_PRIO CONFIG_RCU_BOOST_PRIO
 260
 261 /* Controls for rcu_kthread() kthread. */
 262 static struct task_struct *rcu_kthread_task;
 263 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(rcu_kthread_wq);
 264 static unsigned long have_rcu_kthread_work;
 265
 266 /*
 267  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->boost_tasks,
 268  * and advance ->boost_tasks to the next task in the ->blkd_tasks list.
 269  */
 270 static int rcu_boost(void)
 271 {
 272         unsigned long flags;
 273         struct rt_mutex mtx;
 274         struct task_struct *t;
 275         struct list_head *tb;
 276
 277         if (rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks == NULL &&
 278             rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
 279                 return 0;  /* Nothing to boost. */
 280
 281         raw_local_irq_save(flags);
 282
 283         /*
 284          * Recheck with irqs disabled: all tasks in need of boosting
 285          * might exit their RCU read-side critical sections on their own
 286          * if we are preempted just before disabling irqs.
 287          */
 288         if (rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks == NULL &&
 289             rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL) {
 290                 raw_local_irq_restore(flags);
 291                 return 0;
 292         }
 293
 294         /*
 295          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
 296          * This cannot starve the normal grace periods because a second
 297          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
 298          * those blocking the pre-existing normal grace period.
 299          */
 300         if (rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks != NULL) {
 301                 tb = rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks;
 302                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_exp_boosts++);
 303         } else {
 304                 tb = rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks;
 305                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_normal_boosts++);
 306         }
 307         RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_tasks_boosted++);
 308
 309         /*
 310          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
 311          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
 312          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
 313          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
 314          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
 315          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
 316          */
 317         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
 318         rt_mutex_init_proxy_locked(&mtx, t);
 319         t->rcu_boost_mutex = &mtx;
 320         raw_local_irq_restore(flags);
 321         rt_mutex_lock(&mtx);
 322         rt_mutex_unlock(&mtx);  /* Keep lockdep happy. */
 323
 324         return ACCESS_ONCE(rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks) != NULL ||
 325                ACCESS_ONCE(rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks) != NULL;
 326 }
 327
 328 /*
 329  * Check to see if it is now time to start boosting RCU readers blocking
 330  * the current grace period, and, if so, tell the rcu_kthread_task to
 331  * start boosting them.  If there is an expedited boost in progress,
 332  * we wait for it to complete.
 333  *
 334  * If there are no blocked readers blocking the current grace period,
 335  * return 0 to let the caller know, otherwise return 1.  Note that this
 336  * return value is independent of whether or not boosting was done.
 337  */
 338 static int rcu_initiate_boost(void)
 339 {
 340         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp() &&
 341             rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL) {
 342                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_exp_gp_tasks++);
 343                 return 0;
 344         }
 345         if (rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks != NULL ||
 346             (rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks != NULL &&
 347              rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks == NULL &&
 348              ULONG_CMP_GE(jiffies, rcu_preempt_ctrlblk.boost_time))) {
 349                 if (rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
 350                         rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks =
 351                                 rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks;
 352                 invoke_rcu_callbacks();
 353         } else {
 354                 RCU_TRACE(rcu_initiate_boost_trace());
 355         }
 356         return 1;
 357 }
 358
 359 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
 360
 361 /*
 362  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
 363  */
 364 static void rcu_preempt_boost_start_gp(void)
 365 {
 366         rcu_preempt_ctrlblk.boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
 367 }
 368
 369 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 370
 371 /*
 372  * If there is no RCU priority boosting, we don't initiate boosting,
 373  * but we do indicate whether there are blocked readers blocking the
 374  * current grace period.
 375  */
 376 static int rcu_initiate_boost(void)
 377 {
 378         return rcu_preempt_blocked_readers_cgp();
 379 }
 380
 381 /*
 382  * If there is no RCU priority boosting, nothing to do at grace-period start.
 383  */
 384 static void rcu_preempt_boost_start_gp(void)
 385 {
 386 }
 387
 388 #endif /* else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 389
 390 /*
 391  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
 392  * that this just means that the task currently running on the CPU is
 393  * in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
 394  * while in an RCU read-side critical section.
 395  *
 396  * Unlike the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
 397  * must disable irqs in order to protect the assignment to
 398  * ->rcu_read_unlock_special.
 399  *
 400  * Because this is a single-CPU implementation, the only way a grace
 401  * period can end is if the CPU is in a quiescent state.  The reason is
 402  * that a blocked preemptible-RCU reader can exit its critical section
 403  * only if the CPU is running it at the time.  Therefore, when the
 404  * last task blocking the current grace period exits its RCU read-side
 405  * critical section, neither the CPU nor blocked tasks will be stopping
 406  * the current grace period.  (In contrast, SMP implementations
 407  * might have CPUs running in RCU read-side critical sections that
 408  * block later grace periods -- but this is not possible given only
 409  * one CPU.)
 410  */
 411 static void rcu_preempt_cpu_qs(void)
 412 {
 413         /* Record both CPU and task as having responded to current GP. */
 414         rcu_preempt_ctrlblk.gpcpu = rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
 415         current->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
 416
 417         /* If there is no GP then there is nothing more to do.  */
 418         if (!rcu_preempt_gp_in_progress())
 419                 return;
 420         /*
 421          * Check up on boosting.  If there are readers blocking the
 422          * current grace period, leave.
 423          */
 424         if (rcu_initiate_boost())
 425                 return;
 426
 427         /* Advance callbacks. */
 428         rcu_preempt_ctrlblk.completed = rcu_preempt_ctrlblk.gpnum;
 429         rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail = rcu_preempt_ctrlblk.rcb.curtail;
 430         rcu_preempt_ctrlblk.rcb.curtail = rcu_preempt_ctrlblk.nexttail;
 431
 432         /* If there are no blocked readers, next GP is done instantly. */
 433         if (!rcu_preempt_blocked_readers_any())
 434                 rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail = rcu_preempt_ctrlblk.nexttail;
 435
 436         /* If there are done callbacks, cause them to be invoked. */
 437         if (*rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail != NULL)
 438                 invoke_rcu_callbacks();
 439 }
 440
 441 /*
 442  * Start a new RCU grace period if warranted.  Hard irqs must be disabled.
 443  */
 444 static void rcu_preempt_start_gp(void)
 445 {
 446         if (!rcu_preempt_gp_in_progress() && rcu_preempt_needs_another_gp()) {
 447
 448                 /* Official start of GP. */
 449                 rcu_preempt_ctrlblk.gpnum++;
 450                 RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.n_grace_periods++);
 451
 452                 /* Any blocked RCU readers block new GP. */
 453                 if (rcu_preempt_blocked_readers_any())
 454                         rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks =
 455                                 rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks.next;
 456
 457                 /* Set up for RCU priority boosting. */
 458                 rcu_preempt_boost_start_gp();
 459
 460                 /* If there is no running reader, CPU is done with GP. */
 461                 if (!rcu_preempt_running_reader())
 462                         rcu_preempt_cpu_qs();
 463         }
 464 }
 465
 466 /*
 467  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
 468  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
 469  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
 470  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
 471  * If the task started after the current grace period began, as recorded
 472  * by ->gpcpu, we enqueue at the beginning of the list.  Otherwise
 473  * before the element referenced by ->gp_tasks (or at the tail if
 474  * ->gp_tasks is NULL) and point ->gp_tasks at the newly added element.
 475  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
 476  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
 477  * cannot be permitted to complete until the ->gp_tasks pointer becomes
 478  * NULL.
 479  *
 480  * Caller must disable preemption.
 481  */
 482 void rcu_preempt_note_context_switch(void)
 483 {
 484         struct task_struct *t = current;
 485         unsigned long flags;
 486
 487         local_irq_save(flags); /* must exclude scheduler_tick(). */
 488         if (rcu_preempt_running_reader() > 0 &&
 489             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
 490
 491                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
 492                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
 493
 494                 /*
 495                  * If this CPU has already checked in, then this task
 496                  * will hold up the next grace period rather than the
 497                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
 498                  * If the task is queued for the current grace period
 499                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
 500                  * state for the current grace period), then as long
 501                  * as that task remains queued, the current grace period
 502                  * cannot end.
 503                  */
 504                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks);
 505                 if (rcu_cpu_blocking_cur_gp())
 506                         rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
 507         } else if (rcu_preempt_running_reader() < 0 &&
 508                    t->rcu_read_unlock_special) {
 509                 /*
 510                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
 511                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
 512                  */
 513                 rcu_read_unlock_special(t);
 514         }
 515
 516         /*
 517          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
 518          * begin with, or we have now recorded that critical section
 519          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
 520          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
 521          * section, and if that critical section was blocking the current
 522          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
 523          * means that current grace period continues to be blocked.
 524          */
 525         rcu_preempt_cpu_qs();
 526         local_irq_restore(flags);
 527 }
 528
 529 /*
 530  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
 531  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
 532  * read-side critical section.
 533  */
 534 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
 535 {
 536         int empty;
 537         int empty_exp;
 538         unsigned long flags;
 539         struct list_head *np;
 540 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 541         struct rt_mutex *rbmp = NULL;
 542 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 543         int special;
 544
 545         /*
 546          * NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state.
 547          * They therefore cannot possibly be special, so just leave.
 548          */
 549         if (in_nmi())
 550                 return;
 551
 552         local_irq_save(flags);
 553
 554         /*
 555          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
 556          * let it know that we have done so.
 557          */
 558         special = t->rcu_read_unlock_special;
 559         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS)
 560                 rcu_preempt_cpu_qs();
 561
 562         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
 563         if (in_irq() || in_serving_softirq()) {
 564                 local_irq_restore(flags);
 565                 return;
 566         }
 567
 568         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
 569         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
 570                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
 571
 572                 /*
 573                  * Remove this task from the ->blkd_tasks list and adjust
 574                  * any pointers that might have been referencing it.
 575                  */
 576                 empty = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp();
 577                 empty_exp = rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL;
 578                 np = rcu_next_node_entry(t);
 579                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
 580                 if (&t->rcu_node_entry == rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks)
 581                         rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks = np;
 582                 if (&t->rcu_node_entry == rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks)
 583                         rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks = np;
 584 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 585                 if (&t->rcu_node_entry == rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks)
 586                         rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks = np;
 587 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 588
 589                 /*
 590                  * If this was the last task on the current list, and if
 591                  * we aren't waiting on the CPU, report the quiescent state
 592                  * and start a new grace period if needed.
 593                  */
 594                 if (!empty && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp()) {
 595                         rcu_preempt_cpu_qs();
 596                         rcu_preempt_start_gp();
 597                 }
 598
 599                 /*
 600                  * If this was the last task on the expedited lists,
 601                  * then we need wake up the waiting task.
 602                  */
 603                 if (!empty_exp && rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
 604                         rcu_report_exp_done();
 605         }
 606 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 607         /* Unboost self if was boosted. */
 608         if (t->rcu_boost_mutex != NULL) {
 609                 rbmp = t->rcu_boost_mutex;
 610                 t->rcu_boost_mutex = NULL;
 611                 rt_mutex_unlock(rbmp);
 612         }
 613 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 614         local_irq_restore(flags);
 615 }
 616
 617 /*
 618  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
 619  * the task is recorded in the rcu_preempt_ctrlblk structure, which is
 620  * checked elsewhere.  This is called from the scheduling-clock interrupt.
 621  *
 622  * Caller must disable hard irqs.
 623  */
 624 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
 625 {
 626         struct task_struct *t = current;
 627
 628         if (rcu_preempt_gp_in_progress() &&
 629             (!rcu_preempt_running_reader() ||
 630              !rcu_cpu_blocking_cur_gp()))
 631                 rcu_preempt_cpu_qs();
 632         if (&rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist !=
 633             rcu_preempt_ctrlblk.rcb.donetail)
 634                 invoke_rcu_callbacks();
 635         if (rcu_preempt_gp_in_progress() &&
 636             rcu_cpu_blocking_cur_gp() &&
 637             rcu_preempt_running_reader() > 0)
 638                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
 639 }
 640
 641 /*
 642  * TINY_PREEMPT_RCU has an extra callback-list tail pointer to
 643  * update, so this is invoked from rcu_process_callbacks() to
 644  * handle that case.  Of course, it is invoked for all flavors of
 645  * RCU, but RCU callbacks can appear only on one of the lists, and
 646  * neither ->nexttail nor ->donetail can possibly be NULL, so there
 647  * is no need for an explicit check.
 648  */
 649 static void rcu_preempt_remove_callbacks(struct rcu_ctrlblk *rcp)
 650 {
 651         if (rcu_preempt_ctrlblk.nexttail == rcp->donetail)
 652                 rcu_preempt_ctrlblk.nexttail = &rcp->rcucblist;
 653 }
 654
 655 /*
 656  * Process callbacks for preemptible RCU.
 657  */
 658 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
 659 {
 660         __rcu_process_callbacks(&rcu_preempt_ctrlblk.rcb);
 661 }
 662
 663 /*
 664  * Queue a preemptible -RCU callback for invocation after a grace period.
 665  */
 666 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
 667 {
 668         unsigned long flags;
 669
 670         debug_rcu_head_queue(head);
 671         head->func = func;
 672         head->next = NULL;
 673
 674         local_irq_save(flags);
 675         *rcu_preempt_ctrlblk.nexttail = head;
 676         rcu_preempt_ctrlblk.nexttail = &head->next;
 677         RCU_TRACE(rcu_preempt_ctrlblk.rcb.qlen++);
 678         rcu_preempt_start_gp();  /* checks to see if GP needed. */
 679         local_irq_restore(flags);
 680 }
 681 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
 682
 683 /*
 684  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
 685  *
 686  * Control will return to the caller some time after a full grace
 687  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
 688  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
 689  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
 690  * and may be nested.
 691  */
 692 void synchronize_rcu(void)
 693 {
 694         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
 695                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
 696                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
 697                            "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
 698
 699 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
 700         if (!rcu_scheduler_active)
 701                 return;
 702 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
 703
 704         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_running_reader());
 705         if (!rcu_preempt_blocked_readers_any())
 706                 return;
 707
 708         /* Once we get past the fastpath checks, same code as rcu_barrier(). */
 709         rcu_barrier();
 710 }
 711 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
 712
 713 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(sync_rcu_preempt_exp_wq);
 714 static unsigned long sync_rcu_preempt_exp_count;
 715 static DEFINE_MUTEX(sync_rcu_preempt_exp_mutex);
 716
 717 /*
 718  * Return non-zero if there are any tasks in RCU read-side critical
 719  * sections blocking the current preemptible-RCU expedited grace period.
 720  * If there is no preemptible-RCU expedited grace period currently in
 721  * progress, returns zero unconditionally.
 722  */
 723 static int rcu_preempted_readers_exp(void)
 724 {
 725         return rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks != NULL;
 726 }
 727
 728 /*
 729  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
 730  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
 731  * grace period.
 732  */
 733 static void rcu_report_exp_done(void)
 734 {
 735         wake_up(&sync_rcu_preempt_exp_wq);
 736 }
 737
 738 /*
 739  * Wait for an rcu-preempt grace period, but expedite it.  The basic idea
 740  * is to rely in the fact that there is but one CPU, and that it is
 741  * illegal for a task to invoke synchronize_rcu_expedited() while in a
 742  * preemptible-RCU read-side critical section.  Therefore, any such
 743  * critical sections must correspond to blocked tasks, which must therefore
 744  * be on the ->blkd_tasks list.  So just record the current head of the
 745  * list in the ->exp_tasks pointer, and wait for all tasks including and
 746  * after the task pointed to by ->exp_tasks to drain.
 747  */
 748 void synchronize_rcu_expedited(void)
 749 {
 750         unsigned long flags;
 751         struct rcu_preempt_ctrlblk *rpcp = &rcu_preempt_ctrlblk;
 752         unsigned long snap;
 753
 754         barrier(); /* ensure prior action seen before grace period. */
 755
 756         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_running_reader());
 757
 758         /*
 759          * Acquire lock so that there is only one preemptible RCU grace
 760          * period in flight.  Of course, if someone does the expedited
 761          * grace period for us while we are acquiring the lock, just leave.
 762          */
 763         snap = sync_rcu_preempt_exp_count + 1;
 764         mutex_lock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
 765         if (ULONG_CMP_LT(snap, sync_rcu_preempt_exp_count))
 766                 goto unlock_mb_ret; /* Others did our work for us. */
 767
 768         local_irq_save(flags);
 769
 770         /*
 771          * All RCU readers have to already be on blkd_tasks because
 772          * we cannot legally be executing in an RCU read-side critical
 773          * section.
 774          */
 775
 776         /* Snapshot current head of ->blkd_tasks list. */
 777         rpcp->exp_tasks = rpcp->blkd_tasks.next;
 778         if (rpcp->exp_tasks == &rpcp->blkd_tasks)
 779                 rpcp->exp_tasks = NULL;
 780
 781         /* Wait for tail of ->blkd_tasks list to drain. */
 782         if (!rcu_preempted_readers_exp()) {
 783                 local_irq_restore(flags);
 784         } else {
 785                 rcu_initiate_boost();
 786                 local_irq_restore(flags);
 787                 wait_event(sync_rcu_preempt_exp_wq,
 788                            !rcu_preempted_readers_exp());
 789         }
 790
 791         /* Clean up and exit. */
 792         barrier(); /* ensure expedited GP seen before counter increment. */
 793         sync_rcu_preempt_exp_count++;
 794 unlock_mb_ret:
 795         mutex_unlock(&sync_rcu_preempt_exp_mutex);
 796         barrier(); /* ensure subsequent action seen after grace period. */
 797 }
 798 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
 799
 800 /*
 801  * Does preemptible RCU need the CPU to stay out of dynticks mode?
 802  */
 803 int rcu_preempt_needs_cpu(void)
 804 {
 805         return rcu_preempt_ctrlblk.rcb.rcucblist != NULL;
 806 }
 807
 808 #else /* #ifdef CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU */
 809
 810 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 811
 812 /*
 813  * Because preemptible RCU does not exist, it is not necessary to
 814  * dump out its statistics.
 815  */
 816 static void show_tiny_preempt_stats(struct seq_file *m)
 817 {
 818 }
 819
 820 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
 821
 822 /*
 823  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
 824  * to check.
 825  */
 826 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
 827 {
 828 }
 829
 830 /*
 831  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
 832  * to remove.
 833  */
 834 static void rcu_preempt_remove_callbacks(struct rcu_ctrlblk *rcp)
 835 {
 836 }
 837
 838 /*
 839  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
 840  * to process.
 841  */
 842 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
 843 {
 844 }
 845
 846 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU */
 847
 848 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 849
 850 /*
 851  * Wake up rcu_kthread() to process callbacks now eligible for invocation
 852  * or to boost readers.
 853  */
 854 static void invoke_rcu_callbacks(void)
 855 {
 856         have_rcu_kthread_work = 1;
 857         if (rcu_kthread_task != NULL)
 858                 wake_up(&rcu_kthread_wq);
 859 }
 860
 861 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 862
 863 /*
 864  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
 865  * Caller must have preemption disabled.
 866  */
 867 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
 868 {
 869         return rcu_kthread_task == current;
 870 }
 871
 872 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
 873
 874 /*
 875  * This kthread invokes RCU callbacks whose grace periods have
 876  * elapsed.  It is awakened as needed, and takes the place of the
 877  * RCU_SOFTIRQ that is used for this purpose when boosting is disabled.
 878  * This is a kthread, but it is never stopped, at least not until
 879  * the system goes down.
 880  */
 881 static int rcu_kthread(void *arg)
 882 {
 883         unsigned long work;
 884         unsigned long morework;
 885         unsigned long flags;
 886
 887         for (;;) {
 888                 wait_event_interruptible(rcu_kthread_wq,
 889                                          have_rcu_kthread_work != 0);
 890                 morework = rcu_boost();
 891                 local_irq_save(flags);
 892                 work = have_rcu_kthread_work;
 893                 have_rcu_kthread_work = morework;
 894                 local_irq_restore(flags);
 895                 if (work)
 896                         rcu_process_callbacks(NULL);
 897                 schedule_timeout_interruptible(1); /* Leave CPU for others. */
 898         }
 899
 900         return 0;  /* Not reached, but needed to shut gcc up. */
 901 }
 902
 903 /*
 904  * Spawn the kthread that invokes RCU callbacks.
 905  */
 906 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
 907 {
 908         struct sched_param sp;
 909
 910         rcu_kthread_task = kthread_run(rcu_kthread, NULL, "rcu_kthread");
 911         sp.sched_priority = RCU_BOOST_PRIO;
 912         sched_setscheduler_nocheck(rcu_kthread_task, SCHED_FIFO, &sp);
 913         return 0;
 914 }
 915 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);
 916
 917 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 918
 919 /* Hold off callback invocation until early_initcall() time. */
 920 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
 921
 922 /*
 923  * Start up softirq processing of callbacks.
 924  */
 925 void invoke_rcu_callbacks(void)
 926 {
 927         if (rcu_scheduler_fully_active)
 928                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
 929 }
 930
 931 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 932
 933 /*
 934  * There is no callback kthread, so this thread is never it.
 935  */
 936 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
 937 {
 938         return false;
 939 }
 940
 941 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
 942
 943 static int __init rcu_scheduler_really_started(void)
 944 {
 945         rcu_scheduler_fully_active = 1;
 946         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
 947         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);  /* Invoke any callbacks from early boot. */
 948         return 0;
 949 }
 950 early_initcall(rcu_scheduler_really_started);
 951
 952 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 953
 954 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
 955 #include <linux/kernel_stat.h>
 956
 957 /*
 958  * During boot, we forgive RCU lockdep issues.  After this function is
 959  * invoked, we start taking RCU lockdep issues seriously.
 960  */
 961 void __init rcu_scheduler_starting(void)
 962 {
 963         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
 964         rcu_scheduler_active = 1;
 965 }
 966
 967 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
 968
 969 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
 970
 971 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
 972
 973 static void rcu_initiate_boost_trace(void)
 974 {
 975         if (list_empty(&rcu_preempt_ctrlblk.blkd_tasks))
 976                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_blkd_tasks++;
 977         else if (rcu_preempt_ctrlblk.gp_tasks == NULL &&
 978                  rcu_preempt_ctrlblk.exp_tasks == NULL)
 979                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_exp_gp_tasks++;
 980         else if (rcu_preempt_ctrlblk.boost_tasks != NULL)
 981                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_boost_tasks++;
 982         else if (!ULONG_CMP_GE(jiffies, rcu_preempt_ctrlblk.boost_time))
 983                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_notyet++;
 984         else
 985                 rcu_preempt_ctrlblk.n_balk_nos++;
 986 }
 987
 988 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
 989
 990 static void rcu_trace_sub_qlen(struct rcu_ctrlblk *rcp, int n)
 991 {
 992         unsigned long flags;
 993
 994         raw_local_irq_save(flags);
 995         rcp->qlen -= n;
 996         raw_local_irq_restore(flags);
 997 }
 998
 999 /*
1000  * Dump statistics for TINY_RCU, such as they are.
1001  */
1002 static int show_tiny_stats(struct seq_file *m, void *unused)
1003 {
1004         show_tiny_preempt_stats(m);
1005         seq_printf(m, "rcu_sched: qlen: %ld\n", rcu_sched_ctrlblk.qlen);
1006         seq_printf(m, "rcu_bh: qlen: %ld\n", rcu_bh_ctrlblk.qlen);
1007         return 0;
1008 }
1009
1010 static int show_tiny_stats_open(struct inode *inode, struct file *file)
1011 {
1012         return single_open(file, show_tiny_stats, NULL);
1013 }
1014
1015 static const struct file_operations show_tiny_stats_fops = {
1016         .owner = THIS_MODULE,
1017         .open = show_tiny_stats_open,
1018         .read = seq_read,
1019         .llseek = seq_lseek,
1020         .release = single_release,
1021 };
1022
1023 static struct dentry *rcudir;
1024
1025 static int __init rcutiny_trace_init(void)
1026 {
1027         struct dentry *retval;
1028
1029         rcudir = debugfs_create_dir("rcu", NULL);
1030         if (!rcudir)
1031                 goto free_out;
1032         retval = debugfs_create_file("rcudata", 0444, rcudir,
1033                                      NULL, &show_tiny_stats_fops);
1034         if (!retval)
1035                 goto free_out;
1036         return 0;
1037 free_out:
1038         debugfs_remove_recursive(rcudir);
1039         return 1;
1040 }
1041
1042 static void __exit rcutiny_trace_cleanup(void)
1043 {
1044         debugfs_remove_recursive(rcudir);
1045 }
1046
1047 module_init(rcutiny_trace_init);
1048 module_exit(rcutiny_trace_cleanup);
1049
1050 MODULE_AUTHOR("Paul E. McKenney");
1051 MODULE_DESCRIPTION("Read-Copy Update tracing for tiny implementation");
1052 MODULE_LICENSE("GPL");
1053
1054 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */