Documentation/RCU/stallwarn.txt

   1 Using RCU's CPU Stall Detector
   2
   3 The rcu_cpu_stall_suppress module parameter enables RCU's CPU stall
   4 detector, which detects conditions that unduly delay RCU grace periods.
   5 This module parameter enables CPU stall detection by default, but
   6 may be overridden via boot-time parameter or at runtime via sysfs.
   7 The stall detector's idea of what constitutes "unduly delayed" is
   8 controlled by a set of kernel configuration variables and cpp macros:
   9
  10 CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT
  11
  12         This kernel configuration parameter defines the period of time
  13         that RCU will wait from the beginning of a grace period until it
  14         issues an RCU CPU stall warning.  This time period is normally
  15         ten seconds.
  16
  17 RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK
  18
  19         This macro defines the period of time that RCU will wait after
  20         issuing a stall warning until it issues another stall warning
  21         for the same stall.  This time period is normally set to three
  22         times the check interval plus thirty seconds.
  23
  24 RCU_STALL_RAT_DELAY
  25
  26         The CPU stall detector tries to make the offending CPU print its
  27         own warnings, as this often gives better-quality stack traces.
  28         However, if the offending CPU does not detect its own stall in
  29         the number of jiffies specified by RCU_STALL_RAT_DELAY, then
  30         some other CPU will complain.  This delay is normally set to
  31         two jiffies.
  32
  33 When a CPU detects that it is stalling, it will print a message similar
  34 to the following:
  35
  36 INFO: rcu_sched_state detected stall on CPU 5 (t=2500 jiffies)
  37
  38 This message indicates that CPU 5 detected that it was causing a stall,
  39 and that the stall was affecting RCU-sched.  This message will normally be
  40 followed by a stack dump of the offending CPU.  On TREE_RCU kernel builds,
  41 RCU and RCU-sched are implemented by the same underlying mechanism,
  42 while on TREE_PREEMPT_RCU kernel builds, RCU is instead implemented
  43 by rcu_preempt_state.
  44
  45 On the other hand, if the offending CPU fails to print out a stall-warning
  46 message quickly enough, some other CPU will print a message similar to
  47 the following:
  48
  49 INFO: rcu_bh_state detected stalls on CPUs/tasks: { 3 5 } (detected by 2, 2502 jiffies)
  50
  51 This message indicates that CPU 2 detected that CPUs 3 and 5 were both
  52 causing stalls, and that the stall was affecting RCU-bh.  This message
  53 will normally be followed by stack dumps for each CPU.  Please note that
  54 TREE_PREEMPT_RCU builds can be stalled by tasks as well as by CPUs,
  55 and that the tasks will be indicated by PID, for example, "P3421".
  56 It is even possible for a rcu_preempt_state stall to be caused by both
  57 CPUs -and- tasks, in which case the offending CPUs and tasks will all
  58 be called out in the list.
  59
  60 Finally, if the grace period ends just as the stall warning starts
  61 printing, there will be a spurious stall-warning message:
  62
  63 INFO: rcu_bh_state detected stalls on CPUs/tasks: { } (detected by 4, 2502 jiffies)
  64
  65 This is rare, but does happen from time to time in real life.
  66
  67 So your kernel printed an RCU CPU stall warning.  The next question is
  68 "What caused it?"  The following problems can result in RCU CPU stall
  69 warnings:
  70
  71 o       A CPU looping in an RCU read-side critical section.
  72
  73 o       A CPU looping with interrupts disabled.  This condition can
  74         result in RCU-sched and RCU-bh stalls.
  75
  76 o       A CPU looping with preemption disabled.  This condition can
  77         result in RCU-sched stalls and, if ksoftirqd is in use, RCU-bh
  78         stalls.
  79
  80 o       A CPU looping with bottom halves disabled.  This condition can
  81         result in RCU-sched and RCU-bh stalls.
  82
  83 o       For !CONFIG_PREEMPT kernels, a CPU looping anywhere in the kernel
  84         without invoking schedule().
  85
  86 o       A CPU-bound real-time task in a CONFIG_PREEMPT kernel, which might
  87         happen to preempt a low-priority task in the middle of an RCU
  88         read-side critical section.   This is especially damaging if
  89         that low-priority task is not permitted to run on any other CPU,
  90         in which case the next RCU grace period can never complete, which
  91         will eventually cause the system to run out of memory and hang.
  92         While the system is in the process of running itself out of
  93         memory, you might see stall-warning messages.
  94
  95 o       A CPU-bound real-time task in a CONFIG_PREEMPT_RT kernel that
  96         is running at a higher priority than the RCU softirq threads.
  97         This will prevent RCU callbacks from ever being invoked,
  98         and in a CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU kernel will further prevent
  99         RCU grace periods from ever completing.  Either way, the
 100         system will eventually run out of memory and hang.  In the
 101         CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU case, you might see stall-warning
 102         messages.
 103
 104 o       A hardware or software issue shuts off the scheduler-clock
 105         interrupt on a CPU that is not in dyntick-idle mode.  This
 106         problem really has happened, and seems to be most likely to
 107         result in RCU CPU stall warnings for CONFIG_NO_HZ=n kernels.
 108
 109 o       A bug in the RCU implementation.
 110
 111 o       A hardware failure.  This is quite unlikely, but has occurred
 112         at least once in real life.  A CPU failed in a running system,
 113         becoming unresponsive, but not causing an immediate crash.
 114         This resulted in a series of RCU CPU stall warnings, eventually
 115         leading the realization that the CPU had failed.
 116
 117 The RCU, RCU-sched, and RCU-bh implementations have CPU stall warning.
 118 SRCU does not have its own CPU stall warnings, but its calls to
 119 synchronize_sched() will result in RCU-sched detecting RCU-sched-related
 120 CPU stalls.  Please note that RCU only detects CPU stalls when there is
 121 a grace period in progress.  No grace period, no CPU stall warnings.
 122
 123 To diagnose the cause of the stall, inspect the stack traces.
 124 The offending function will usually be near the top of the stack.
 125 If you have a series of stall warnings from a single extended stall,
 126 comparing the stack traces can often help determine where the stall
 127 is occurring, which will usually be in the function nearest the top of
 128 that portion of the stack which remains the same from trace to trace.
 129 If you can reliably trigger the stall, ftrace can be quite helpful.
 130
 131 RCU bugs can often be debugged with the help of CONFIG_RCU_TRACE.