SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - 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
  28 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
  29
  30 struct rcu_state rcu_preempt_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt_state);
  31 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_preempt_data);
  32
  33 /*
  34  * Tell them what RCU they are running.
  35  */
  36 static inline void rcu_bootup_announce(void)
  37 {
  38         printk(KERN_INFO
  39                "Experimental preemptable hierarchical RCU implementation.\n");
  40 }
  41
  42 /*
  43  * Return the number of RCU-preempt batches processed thus far
  44  * for debug and statistics.
  45  */
  46 long rcu_batches_completed_preempt(void)
  47 {
  48         return rcu_preempt_state.completed;
  49 }
  50 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_preempt);
  51
  52 /*
  53  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
  54  */
  55 long rcu_batches_completed(void)
  56 {
  57         return rcu_batches_completed_preempt();
  58 }
  59 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
  60
  61 /*
  62  * Record a preemptable-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
  63  * that this just means that the task currently running on the CPU is
  64  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
  65  * while in an RCU read-side critical section.
  66  */
  67 static void rcu_preempt_qs(int cpu)
  68 {
  69         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu);
  70         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
  71         barrier();
  72         rdp->passed_quiesc = 1;
  73 }
  74
  75 /*
  76  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
  77  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
  78  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
  79  * record that fact, so we enqueue the task on the appropriate entry
  80  * of the blocked_tasks[] array.  The task will dequeue itself when
  81  * it exits the outermost enclosing RCU read-side critical section.
  82  * Therefore, the current grace period cannot be permitted to complete
  83  * until the blocked_tasks[] entry indexed by the low-order bit of
  84  * rnp->gpnum empties.
  85  *
  86  * Caller must disable preemption.
  87  */
  88 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
  89 {
  90         struct task_struct *t = current;
  91         unsigned long flags;
  92         int phase;
  93         struct rcu_data *rdp;
  94         struct rcu_node *rnp;
  95
  96         if (t->rcu_read_lock_nesting &&
  97             (t->rcu_read_unlock_special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) == 0) {
  98
  99                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
 100                 rdp = rcu_preempt_state.rda[cpu];
 101                 rnp = rdp->mynode;
 102                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
 103                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
 104                 t->rcu_blocked_node = rnp;
 105
 106                 /*
 107                  * If this CPU has already checked in, then this task
 108                  * will hold up the next grace period rather than the
 109                  * current grace period.  Queue the task accordingly.
 110                  * If the task is queued for the current grace period
 111                  * (i.e., this CPU has not yet passed through a quiescent
 112                  * state for the current grace period), then as long
 113                  * as that task remains queued, the current grace period
 114                  * cannot end.
 115                  *
 116                  * But first, note that the current CPU must still be
 117                  * on line!
 118                  */
 119                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) == 0);
 120                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
 121                 phase = (rnp->gpnum + !(rnp->qsmask & rdp->grpmask)) & 0x1;
 122                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blocked_tasks[phase]);
 123                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
 124         }
 125
 126         /*
 127          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
 128          * begin with, or we have now recorded that critical section
 129          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
 130          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
 131          * section, and if that critical section was blocking the current
 132          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
 133          * means that we continue to block the current grace period.
 134          */
 135         rcu_preempt_qs(cpu);
 136         local_irq_save(flags);
 137         t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
 138         local_irq_restore(flags);
 139 }
 140
 141 /*
 142  * Tree-preemptable RCU implementation for rcu_read_lock().
 143  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
 144  * if we block.
 145  */
 146 void __rcu_read_lock(void)
 147 {
 148         ACCESS_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting)++;
 149         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_lock in rcutree.c */
 150 }
 151 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
 152
 153 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
 154 {
 155         int empty;
 156         unsigned long flags;
 157         unsigned long mask;
 158         struct rcu_node *rnp;
 159         int special;
 160
 161         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
 162         if (in_nmi())
 163                 return;
 164
 165         local_irq_save(flags);
 166
 167         /*
 168          * If RCU core is waiting for this CPU to exit critical section,
 169          * let it know that we have done so.
 170          */
 171         special = t->rcu_read_unlock_special;
 172         if (special & RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS) {
 173                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
 174                 rcu_preempt_qs(smp_processor_id());
 175         }
 176
 177         /* Hardware IRQ handlers cannot block. */
 178         if (in_irq()) {
 179                 local_irq_restore(flags);
 180                 return;
 181         }
 182
 183         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
 184         if (special & RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED) {
 185                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_BLOCKED;
 186
 187                 /*
 188                  * Remove this task from the list it blocked on.  The
 189                  * task can migrate while we acquire the lock, but at
 190                  * most one time.  So at most two passes through loop.
 191                  */
 192                 for (;;) {
 193                         rnp = t->rcu_blocked_node;
 194                         spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
 195                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
 196                                 break;
 197                         spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled. */
 198                 }
 199                 empty = list_empty(&rnp->blocked_tasks[rnp->gpnum & 0x1]);
 200                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
 201                 t->rcu_blocked_node = NULL;
 202
 203                 /*
 204                  * If this was the last task on the current list, and if
 205                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
 206                  * Note that both cpu_quiet_msk_finish() and cpu_quiet_msk()
 207                  * drop rnp->lock and restore irq.
 208                  */
 209                 if (!empty && rnp->qsmask == 0 &&
 210                     list_empty(&rnp->blocked_tasks[rnp->gpnum & 0x1])) {
 211                         struct rcu_node *rnp_p;
 212
 213                         if (rnp->parent == NULL) {
 214                                 /* Only one rcu_node in the tree. */
 215                                 cpu_quiet_msk_finish(&rcu_preempt_state, flags);
 216                                 return;
 217                         }
 218                         /* Report up the rest of the hierarchy. */
 219                         mask = rnp->grpmask;
 220                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
 221                         rnp_p = rnp->parent;
 222                         spin_lock_irqsave(&rnp_p->lock, flags);
 223                         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
 224                         cpu_quiet_msk(mask, &rcu_preempt_state, rnp_p, flags);
 225                         return;
 226                 }
 227                 spin_unlock(&rnp->lock);
 228         }
 229         local_irq_restore(flags);
 230 }
 231
 232 /*
 233  * Tree-preemptable RCU implementation for rcu_read_unlock().
 234  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
 235  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
 236  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
 237  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
 238  */
 239 void __rcu_read_unlock(void)
 240 {
 241         struct task_struct *t = current;
 242
 243         barrier();  /* needed if we ever invoke rcu_read_unlock in rcutree.c */
 244         if (--ACCESS_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting) == 0 &&
 245             unlikely(ACCESS_ONCE(t->rcu_read_unlock_special)))
 246                 rcu_read_unlock_special(t);
 247 }
 248 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
 249
 250 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
 251
 252 /*
 253  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
 254  * sections, printing out the tid of each.
 255  */
 256 static void rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
 257 {
 258         unsigned long flags;
 259         struct list_head *lp;
 260         int phase = rnp->gpnum & 0x1;
 261         struct task_struct *t;
 262
 263         if (!list_empty(&rnp->blocked_tasks[phase])) {
 264                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
 265                 phase = rnp->gpnum & 0x1; /* re-read under lock. */
 266                 lp = &rnp->blocked_tasks[phase];
 267                 list_for_each_entry(t, lp, rcu_node_entry)
 268                         printk(" P%d", t->pid);
 269                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
 270         }
 271 }
 272
 273 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
 274
 275 /*
 276  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
 277  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
 278  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
 279  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
 280  * must be held by the caller.
 281  */
 282 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
 283 {
 284         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rnp->blocked_tasks[rnp->gpnum & 0x1]));
 285         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
 286 }
 287
 288 /*
 289  * Check for preempted RCU readers for the specified rcu_node structure.
 290  * If the caller needs a reliable answer, it must hold the rcu_node's
 291  * >lock.
 292  */
 293 static int rcu_preempted_readers(struct rcu_node *rnp)
 294 {
 295         return !list_empty(&rnp->blocked_tasks[rnp->gpnum & 0x1]);
 296 }
 297
 298 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 299
 300 /*
 301  * Handle tasklist migration for case in which all CPUs covered by the
 302  * specified rcu_node have gone offline.  Move them up to the root
 303  * rcu_node.  The reason for not just moving them to the immediate
 304  * parent is to remove the need for rcu_read_unlock_special() to
 305  * make more than two attempts to acquire the target rcu_node's lock.
 306  *
 307  * The caller must hold rnp->lock with irqs disabled.
 308  */
 309 static void rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
 310                                       struct rcu_node *rnp,
 311                                       struct rcu_data *rdp)
 312 {
 313         int i;
 314         struct list_head *lp;
 315         struct list_head *lp_root;
 316         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
 317         struct task_struct *tp;
 318
 319         if (rnp == rnp_root) {
 320                 WARN_ONCE(1, "Last CPU thought to be offlined?");
 321                 return;  /* Shouldn't happen: at least one CPU online. */
 322         }
 323         WARN_ON_ONCE(rnp != rdp->mynode &&
 324                      (!list_empty(&rnp->blocked_tasks[0]) ||
 325                       !list_empty(&rnp->blocked_tasks[1])));
 326
 327         /*
 328          * Move tasks up to root rcu_node.  Rely on the fact that the
 329          * root rcu_node can be at most one ahead of the rest of the
 330          * rcu_nodes in terms of gp_num value.  This fact allows us to
 331          * move the blocked_tasks[] array directly, element by element.
 332          */
 333         for (i = 0; i < 2; i++) {
 334                 lp = &rnp->blocked_tasks[i];
 335                 lp_root = &rnp_root->blocked_tasks[i];
 336                 while (!list_empty(lp)) {
 337                         tp = list_entry(lp->next, typeof(*tp), rcu_node_entry);
 338                         spin_lock(&rnp_root->lock); /* irqs already disabled */
 339                         list_del(&tp->rcu_node_entry);
 340                         tp->rcu_blocked_node = rnp_root;
 341                         list_add(&tp->rcu_node_entry, lp_root);
 342                         spin_unlock(&rnp_root->lock); /* irqs remain disabled */
 343                 }
 344         }
 345 }
 346
 347 /*
 348  * Do CPU-offline processing for preemptable RCU.
 349  */
 350 static void rcu_preempt_offline_cpu(int cpu)
 351 {
 352         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_preempt_state);
 353 }
 354
 355 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 356
 357 /*
 358  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
 359  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
 360  * which is checked elsewhere.
 361  *
 362  * Caller must disable hard irqs.
 363  */
 364 static void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
 365 {
 366         struct task_struct *t = current;
 367
 368         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
 369                 t->rcu_read_unlock_special &= ~RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
 370                 rcu_preempt_qs(cpu);
 371                 return;
 372         }
 373         if (per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).qs_pending) {
 374                 t->rcu_read_unlock_special |= RCU_READ_UNLOCK_NEED_QS;
 375         }
 376 }
 377
 378 /*
 379  * Process callbacks for preemptable RCU.
 380  */
 381 static void rcu_preempt_process_callbacks(void)
 382 {
 383         __rcu_process_callbacks(&rcu_preempt_state,
 384                                 &__get_cpu_var(rcu_preempt_data));
 385 }
 386
 387 /*
 388  * Queue a preemptable-RCU callback for invocation after a grace period.
 389  */
 390 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
 391 {
 392         __call_rcu(head, func, &rcu_preempt_state);
 393 }
 394 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
 395
 396 /*
 397  * Check to see if there is any immediate preemptable-RCU-related work
 398  * to be done.
 399  */
 400 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
 401 {
 402         return __rcu_pending(&rcu_preempt_state,
 403                              &per_cpu(rcu_preempt_data, cpu));
 404 }
 405
 406 /*
 407  * Does preemptable RCU need the CPU to stay out of dynticks mode?
 408  */
 409 static int rcu_preempt_needs_cpu(int cpu)
 410 {
 411         return !!per_cpu(rcu_preempt_data, cpu).nxtlist;
 412 }
 413
 414 /*
 415  * Initialize preemptable RCU's per-CPU data.
 416  */
 417 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
 418 {
 419         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_preempt_state, 1);
 420 }
 421
 422 /*
 423  * Check for a task exiting while in a preemptable-RCU read-side
 424  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
 425  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
 426  * is enabled.
 427  */
 428 void exit_rcu(void)
 429 {
 430         struct task_struct *t = current;
 431
 432         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0)
 433                 return;
 434         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
 435         rcu_read_unlock();
 436 }
 437
 438 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
 439
 440 /*
 441  * Tell them what RCU they are running.
 442  */
 443 static inline void rcu_bootup_announce(void)
 444 {
 445         printk(KERN_INFO "Hierarchical RCU implementation.\n");
 446 }
 447
 448 /*
 449  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
 450  */
 451 long rcu_batches_completed(void)
 452 {
 453         return rcu_batches_completed_sched();
 454 }
 455 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
 456
 457 /*
 458  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
 459  * CPUs being in quiescent states.
 460  */
 461 static void rcu_preempt_note_context_switch(int cpu)
 462 {
 463 }
 464
 465 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
 466
 467 /*
 468  * Because preemptable RCU does not exist, we never have to check for
 469  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
 470  */
 471 static void rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
 472 {
 473 }
 474
 475 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
 476
 477 /*
 478  * Because there is no preemptable RCU, there can be no readers blocked,
 479  * so there is no need to check for blocked tasks.
 480  */
 481 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
 482 {
 483 }
 484
 485 /*
 486  * Because preemptable RCU does not exist, there are never any preempted
 487  * RCU readers.
 488  */
 489 static int rcu_preempted_readers(struct rcu_node *rnp)
 490 {
 491         return 0;
 492 }
 493
 494 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 495
 496 /*
 497  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs to migrate
 498  * tasks that were blocked within RCU read-side critical sections.
 499  */
 500 static void rcu_preempt_offline_tasks(struct rcu_state *rsp,
 501                                       struct rcu_node *rnp,
 502                                       struct rcu_data *rdp)
 503 {
 504 }
 505
 506 /*
 507  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs CPU-offline
 508  * processing.
 509  */
 510 static void rcu_preempt_offline_cpu(int cpu)
 511 {
 512 }
 513
 514 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 515
 516 /*
 517  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any callbacks
 518  * to check.
 519  */
 520 void rcu_preempt_check_callbacks(int cpu)
 521 {
 522 }
 523
 524 /*
 525  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any callbacks
 526  * to process.
 527  */
 528 void rcu_preempt_process_callbacks(void)
 529 {
 530 }
 531
 532 /*
 533  * In classic RCU, call_rcu() is just call_rcu_sched().
 534  */
 535 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
 536 {
 537         call_rcu_sched(head, func);
 538 }
 539 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
 540
 541 /*
 542  * Because preemptable RCU does not exist, it never has any work to do.
 543  */
 544 static int rcu_preempt_pending(int cpu)
 545 {
 546         return 0;
 547 }
 548
 549 /*
 550  * Because preemptable RCU does not exist, it never needs any CPU.
 551  */
 552 static int rcu_preempt_needs_cpu(int cpu)
 553 {
 554         return 0;
 555 }
 556
 557 /*
 558  * Because preemptable RCU does not exist, there is no per-CPU
 559  * data to initialize.
 560  */
 561 static void __cpuinit rcu_preempt_init_percpu_data(int cpu)
 562 {
 563 }
 564
 565 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */