kernel/rcutiny.c

   1 /*
   2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion, the Bloatwatch edition.
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
  17  *
  18  * Copyright IBM Corporation, 2008
  19  *
  20  * Author: Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com>
  21  *
  22  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
  23  *              Documentation/RCU
  24  */
  25 #include <linux/moduleparam.h>
  26 #include <linux/completion.h>
  27 #include <linux/interrupt.h>
  28 #include <linux/notifier.h>
  29 #include <linux/rcupdate.h>
  30 #include <linux/kernel.h>
  31 #include <linux/module.h>
  32 #include <linux/mutex.h>
  33 #include <linux/sched.h>
  34 #include <linux/types.h>
  35 #include <linux/init.h>
  36 #include <linux/time.h>
  37 #include <linux/cpu.h>
  38 #include <linux/prefetch.h>
  39
  40 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
  41 #include <trace/events/rcu.h>
  42 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
  43
  44 #include "rcu.h"
  45
  46 /* Controls for rcu_kthread() kthread, replacing RCU_SOFTIRQ used previously. */
  47 static struct task_struct *rcu_kthread_task;
  48 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(rcu_kthread_wq);
  49 static unsigned long have_rcu_kthread_work;
  50
  51 /* Forward declarations for rcutiny_plugin.h. */
  52 struct rcu_ctrlblk;
  53 static void invoke_rcu_kthread(void);
  54 static void rcu_process_callbacks(struct rcu_ctrlblk *rcp);
  55 static int rcu_kthread(void *arg);
  56 static void __call_rcu(struct rcu_head *head,
  57                        void (*func)(struct rcu_head *rcu),
  58                        struct rcu_ctrlblk *rcp);
  59
  60 #include "rcutiny_plugin.h"
  61
  62 #ifdef CONFIG_NO_HZ
  63
  64 static long rcu_dynticks_nesting = 1;
  65
  66 /*
  67  * Enter dynticks-idle mode, which is an extended quiescent state
  68  * if we have fully entered that mode (i.e., if the new value of
  69  * dynticks_nesting is zero).
  70  */
  71 void rcu_enter_nohz(void)
  72 {
  73         if (--rcu_dynticks_nesting == 0)
  74                 rcu_sched_qs(0); /* implies rcu_bh_qsctr_inc(0) */
  75 }
  76
  77 /*
  78  * Exit dynticks-idle mode, so that we are no longer in an extended
  79  * quiescent state.
  80  */
  81 void rcu_exit_nohz(void)
  82 {
  83         rcu_dynticks_nesting++;
  84 }
  85
  86 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
  87
  88 /*
  89  * Helper function for rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs().
  90  * Also irqs are disabled to avoid confusion due to interrupt handlers
  91  * invoking call_rcu().
  92  */
  93 static int rcu_qsctr_help(struct rcu_ctrlblk *rcp)
  94 {
  95         if (rcp->rcucblist != NULL &&
  96             rcp->donetail != rcp->curtail) {
  97                 rcp->donetail = rcp->curtail;
  98                 return 1;
  99         }
 100
 101         return 0;
 102 }
 103
 104 /*
 105  * Wake up rcu_kthread() to process callbacks now eligible for invocation
 106  * or to boost readers.
 107  */
 108 static void invoke_rcu_kthread(void)
 109 {
 110         have_rcu_kthread_work = 1;
 111         wake_up(&rcu_kthread_wq);
 112 }
 113
 114 /*
 115  * Record an rcu quiescent state.  And an rcu_bh quiescent state while we
 116  * are at it, given that any rcu quiescent state is also an rcu_bh
 117  * quiescent state.  Use "+" instead of "||" to defeat short circuiting.
 118  */
 119 void rcu_sched_qs(int cpu)
 120 {
 121         unsigned long flags;
 122
 123         local_irq_save(flags);
 124         if (rcu_qsctr_help(&rcu_sched_ctrlblk) +
 125             rcu_qsctr_help(&rcu_bh_ctrlblk))
 126                 invoke_rcu_kthread();
 127         local_irq_restore(flags);
 128 }
 129
 130 /*
 131  * Record an rcu_bh quiescent state.
 132  */
 133 void rcu_bh_qs(int cpu)
 134 {
 135         unsigned long flags;
 136
 137         local_irq_save(flags);
 138         if (rcu_qsctr_help(&rcu_bh_ctrlblk))
 139                 invoke_rcu_kthread();
 140         local_irq_restore(flags);
 141 }
 142
 143 /*
 144  * Check to see if the scheduling-clock interrupt came from an extended
 145  * quiescent state, and, if so, tell RCU about it.
 146  */
 147 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
 148 {
 149         if (user ||
 150             (idle_cpu(cpu) &&
 151              !in_softirq() &&
 152              hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT)))
 153                 rcu_sched_qs(cpu);
 154         else if (!in_softirq())
 155                 rcu_bh_qs(cpu);
 156         rcu_preempt_check_callbacks();
 157 }
 158
 159 /*
 160  * Invoke the RCU callbacks on the specified rcu_ctrlkblk structure
 161  * whose grace period has elapsed.
 162  */
 163 static void rcu_process_callbacks(struct rcu_ctrlblk *rcp)
 164 {
 165         struct rcu_head *next, *list;
 166         unsigned long flags;
 167         RCU_TRACE(int cb_count = 0);
 168
 169         /* If no RCU callbacks ready to invoke, just return. */
 170         if (&rcp->rcucblist == rcp->donetail) {
 171                 RCU_TRACE(trace_rcu_batch_start(0, -1));
 172                 RCU_TRACE(trace_rcu_batch_end(0));
 173                 return;
 174         }
 175
 176         /* Move the ready-to-invoke callbacks to a local list. */
 177         local_irq_save(flags);
 178         RCU_TRACE(trace_rcu_batch_start(0, -1));
 179         list = rcp->rcucblist;
 180         rcp->rcucblist = *rcp->donetail;
 181         *rcp->donetail = NULL;
 182         if (rcp->curtail == rcp->donetail)
 183                 rcp->curtail = &rcp->rcucblist;
 184         rcu_preempt_remove_callbacks(rcp);
 185         rcp->donetail = &rcp->rcucblist;
 186         local_irq_restore(flags);
 187
 188         /* Invoke the callbacks on the local list. */
 189         while (list) {
 190                 next = list->next;
 191                 prefetch(next);
 192                 debug_rcu_head_unqueue(list);
 193                 local_bh_disable();
 194                 __rcu_reclaim(list);
 195                 local_bh_enable();
 196                 list = next;
 197                 RCU_TRACE(cb_count++);
 198         }
 199         RCU_TRACE(rcu_trace_sub_qlen(rcp, cb_count));
 200         RCU_TRACE(trace_rcu_batch_end(cb_count));
 201 }
 202
 203 /*
 204  * This kthread invokes RCU callbacks whose grace periods have
 205  * elapsed.  It is awakened as needed, and takes the place of the
 206  * RCU_SOFTIRQ that was used previously for this purpose.
 207  * This is a kthread, but it is never stopped, at least not until
 208  * the system goes down.
 209  */
 210 static int rcu_kthread(void *arg)
 211 {
 212         unsigned long work;
 213         unsigned long morework;
 214         unsigned long flags;
 215
 216         for (;;) {
 217                 wait_event_interruptible(rcu_kthread_wq,
 218                                          have_rcu_kthread_work != 0);
 219                 morework = rcu_boost();
 220                 local_irq_save(flags);
 221                 work = have_rcu_kthread_work;
 222                 have_rcu_kthread_work = morework;
 223                 local_irq_restore(flags);
 224                 if (work) {
 225                         rcu_process_callbacks(&rcu_sched_ctrlblk);
 226                         rcu_process_callbacks(&rcu_bh_ctrlblk);
 227                         rcu_preempt_process_callbacks();
 228                 }
 229                 schedule_timeout_interruptible(1); /* Leave CPU for others. */
 230         }
 231
 232         return 0;  /* Not reached, but needed to shut gcc up. */
 233 }
 234
 235 /*
 236  * Wait for a grace period to elapse.  But it is illegal to invoke
 237  * synchronize_sched() from within an RCU read-side critical section.
 238  * Therefore, any legal call to synchronize_sched() is a quiescent
 239  * state, and so on a UP system, synchronize_sched() need do nothing.
 240  * Ditto for synchronize_rcu_bh().  (But Lai Jiangshan points out the
 241  * benefits of doing might_sleep() to reduce latency.)
 242  *
 243  * Cool, huh?  (Due to Josh Triplett.)
 244  *
 245  * But we want to make this a static inline later.  The cond_resched()
 246  * currently makes this problematic.
 247  */
 248 void synchronize_sched(void)
 249 {
 250         cond_resched();
 251 }
 252 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
 253
 254 /*
 255  * Helper function for call_rcu() and call_rcu_bh().
 256  */
 257 static void __call_rcu(struct rcu_head *head,
 258                        void (*func)(struct rcu_head *rcu),
 259                        struct rcu_ctrlblk *rcp)
 260 {
 261         unsigned long flags;
 262
 263         debug_rcu_head_queue(head);
 264         head->func = func;
 265         head->next = NULL;
 266
 267         local_irq_save(flags);
 268         *rcp->curtail = head;
 269         rcp->curtail = &head->next;
 270         RCU_TRACE(rcp->qlen++);
 271         local_irq_restore(flags);
 272 }
 273
 274 /*
 275  * Post an RCU callback to be invoked after the end of an RCU-sched grace
 276  * period.  But since we have but one CPU, that would be after any
 277  * quiescent state.
 278  */
 279 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
 280 {
 281         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_ctrlblk);
 282 }
 283 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
 284
 285 /*
 286  * Post an RCU bottom-half callback to be invoked after any subsequent
 287  * quiescent state.
 288  */
 289 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
 290 {
 291         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_ctrlblk);
 292 }
 293 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
 294
 295 /*
 296  * Spawn the kthread that invokes RCU callbacks.
 297  */
 298 static int __init rcu_spawn_kthreads(void)
 299 {
 300         struct sched_param sp;
 301
 302         rcu_kthread_task = kthread_run(rcu_kthread, NULL, "rcu_kthread");
 303         sp.sched_priority = RCU_BOOST_PRIO;
 304         sched_setscheduler_nocheck(rcu_kthread_task, SCHED_FIFO, &sp);
 305         return 0;
 306 }
 307 early_initcall(rcu_spawn_kthreads);