Documentation/RCU/stallwarn.txt

   1 Using RCU's CPU Stall Detector
   2
   3 The CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR kernel config parameter enables
   4 RCU's CPU stall detector, which detects conditions that unduly delay
   5 RCU grace periods.  The stall detector's idea of what constitutes
   6 "unduly delayed" is controlled by a set of C preprocessor macros:
   7
   8 RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK
   9
  10         This macro defines the period of time that RCU will wait from
  11         the beginning of a grace period until it issues an RCU CPU
  12         stall warning.  This time period is normally ten seconds.
  13
  14 RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK
  15
  16         This macro defines the period of time that RCU will wait after
  17         issuing a stall warning until it issues another stall warning
  18         for the same stall.  This time period is normally set to thirty
  19         seconds.
  20
  21 RCU_STALL_RAT_DELAY
  22
  23         The CPU stall detector tries to make the offending CPU print its
  24         own warnings, as this often gives better-quality stack traces.
  25         However, if the offending CPU does not detect its own stall in
  26         the number of jiffies specified by RCU_STALL_RAT_DELAY, then
  27         some other CPU will complain.  This delay is normally set to
  28         two jiffies.
  29
  30 When a CPU detects that it is stalling, it will print a message similar
  31 to the following:
  32
  33 INFO: rcu_sched_state detected stall on CPU 5 (t=2500 jiffies)
  34
  35 This message indicates that CPU 5 detected that it was causing a stall,
  36 and that the stall was affecting RCU-sched.  This message will normally be
  37 followed by a stack dump of the offending CPU.  On TREE_RCU kernel builds,
  38 RCU and RCU-sched are implemented by the same underlying mechanism,
  39 while on TREE_PREEMPT_RCU kernel builds, RCU is instead implemented
  40 by rcu_preempt_state.
  41
  42 On the other hand, if the offending CPU fails to print out a stall-warning
  43 message quickly enough, some other CPU will print a message similar to
  44 the following:
  45
  46 INFO: rcu_bh_state detected stalls on CPUs/tasks: { 3 5 } (detected by 2, 2502 jiffies)
  47
  48 This message indicates that CPU 2 detected that CPUs 3 and 5 were both
  49 causing stalls, and that the stall was affecting RCU-bh.  This message
  50 will normally be followed by stack dumps for each CPU.  Please note that
  51 TREE_PREEMPT_RCU builds can be stalled by tasks as well as by CPUs,
  52 and that the tasks will be indicated by PID, for example, "P3421".
  53 It is even possible for a rcu_preempt_state stall to be caused by both
  54 CPUs -and- tasks, in which case the offending CPUs and tasks will all
  55 be called out in the list.
  56
  57 Finally, if the grace period ends just as the stall warning starts
  58 printing, there will be a spurious stall-warning message:
  59
  60 INFO: rcu_bh_state detected stalls on CPUs/tasks: { } (detected by 4, 2502 jiffies)
  61
  62 This is rare, but does happen from time to time in real life.
  63
  64 So your kernel printed an RCU CPU stall warning.  The next question is
  65 "What caused it?"  The following problems can result in RCU CPU stall
  66 warnings:
  67
  68 o       A CPU looping in an RCU read-side critical section.
  69
  70 o       A CPU looping with interrupts disabled.  This condition can
  71         result in RCU-sched and RCU-bh stalls.
  72
  73 o       A CPU looping with preemption disabled.  This condition can
  74         result in RCU-sched stalls and, if ksoftirqd is in use, RCU-bh
  75         stalls.
  76
  77 o       A CPU looping with bottom halves disabled.  This condition can
  78         result in RCU-sched and RCU-bh stalls.
  79
  80 o       For !CONFIG_PREEMPT kernels, a CPU looping anywhere in the kernel
  81         without invoking schedule().
  82
  83 o       A CPU-bound real-time task in a CONFIG_PREEMPT kernel, which might
  84         happen to preempt a low-priority task in the middle of an RCU
  85         read-side critical section.   This is especially damaging if
  86         that low-priority task is not permitted to run on any other CPU,
  87         in which case the next RCU grace period can never complete, which
  88         will eventually cause the system to run out of memory and hang.
  89         While the system is in the process of running itself out of
  90         memory, you might see stall-warning messages.
  91
  92 o       A CPU-bound real-time task in a CONFIG_PREEMPT_RT kernel that
  93         is running at a higher priority than the RCU softirq threads.
  94         This will prevent RCU callbacks from ever being invoked,
  95         and in a CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU kernel will further prevent
  96         RCU grace periods from ever completing.  Either way, the
  97         system will eventually run out of memory and hang.  In the
  98         CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU case, you might see stall-warning
  99         messages.
 100
 101 o       A bug in the RCU implementation.
 102
 103 o       A hardware failure.  This is quite unlikely, but has occurred
 104         at least once in real life.  A CPU failed in a running system,
 105         becoming unresponsive, but not causing an immediate crash.
 106         This resulted in a series of RCU CPU stall warnings, eventually
 107         leading the realization that the CPU had failed.
 108
 109 The RCU, RCU-sched, and RCU-bh implementations have CPU stall
 110 warning.  SRCU does not have its own CPU stall warnings, but its
 111 calls to synchronize_sched() will result in RCU-sched detecting
 112 RCU-sched-related CPU stalls.  Please note that RCU only detects
 113 CPU stalls when there is a grace period in progress.  No grace period,
 114 no CPU stall warnings.
 115
 116 To diagnose the cause of the stall, inspect the stack traces.
 117 The offending function will usually be near the top of the stack.
 118 If you have a series of stall warnings from a single extended stall,
 119 comparing the stack traces can often help determine where the stall
 120 is occurring, which will usually be in the function nearest the top of
 121 that portion of the stack which remains the same from trace to trace.
 122 If you can reliably trigger the stall, ftrace can be quite helpful.
 123
 124 RCU bugs can often be debugged with the help of CONFIG_RCU_TRACE.