rcu: Direct algorithmic SRCU implementation
authorPaul E. McKenney <paul.mckenney@linaro.org>
Sun, 5 Feb 2012 15:42:44 +0000 (07:42 -0800)
committerPaul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com>
Mon, 30 Apr 2012 17:48:19 +0000 (10:48 -0700)
commitcef50120b61c2af4ce34bc165e19cad66296f93d
tree963a9473155bcf6a8aa12ce92ff842242c9c3575
parentfae4b54f28f034d228fa3bfc98858c698b64e89c
rcu: Direct algorithmic SRCU implementation

The current implementation of synchronize_srcu_expedited() can cause
severe OS jitter due to its use of synchronize_sched(), which in turn
invokes try_stop_cpus(), which causes each CPU to be sent an IPI.
This can result in severe performance degradation for real-time workloads
and especially for short-interation-length HPC workloads.  Furthermore,
because only one instance of try_stop_cpus() can be making forward progress
at a given time, only one instance of synchronize_srcu_expedited() can
make forward progress at a time, even if they are all operating on
distinct srcu_struct structures.

This commit, inspired by an earlier implementation by Peter Zijlstra
(https://lkml.org/lkml/2012/1/31/211) and by further offline discussions,
takes a strictly algorithmic bits-in-memory approach.  This has the
disadvantage of requiring one explicit memory-barrier instruction in
each of srcu_read_lock() and srcu_read_unlock(), but on the other hand
completely dispenses with OS jitter and furthermore allows SRCU to be
used freely by CPUs that RCU believes to be idle or offline.

The update-side implementation handles the single read-side memory
barrier by rechecking the per-CPU counters after summing them and
by running through the update-side state machine twice.

This implementation has passed moderate rcutorture testing on both
x86 and Power.  Also updated to use this_cpu_ptr() instead of per_cpu_ptr(),
as suggested by Peter Zijlstra.

Reported-by: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Signed-off-by: Paul E. McKenney <paul.mckenney@linaro.org>
Signed-off-by: Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Peter Zijlstra <a.p.zijlstra@chello.nl>
Reviewed-by: Lai Jiangshan <laijs@cn.fujitsu.com>
include/linux/srcu.h
kernel/rcutorture.c
kernel/srcu.c