13bbfbde41b94d563dde2816eb7962fb459418e2
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / include / linux / rcupdate.h
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
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, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2001
19  *
20  * Author: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *
22  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
23  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
24  * Papers:
25  * http://www.rdrop.com/users/paulmck/paper/rclockpdcsproof.pdf
26  * http://lse.sourceforge.net/locking/rclock_OLS.2001.05.01c.sc.pdf (OLS2001)
27  *
28  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
29  *              http://lse.sourceforge.net/locking/rcupdate.html
30  *
31  */
32
33 #ifndef __LINUX_RCUPDATE_H
34 #define __LINUX_RCUPDATE_H
35
36 #include <linux/types.h>
37 #include <linux/cache.h>
38 #include <linux/spinlock.h>
39 #include <linux/threads.h>
40 #include <linux/cpumask.h>
41 #include <linux/seqlock.h>
42 #include <linux/lockdep.h>
43 #include <linux/completion.h>
44 #include <linux/debugobjects.h>
45 #include <linux/bug.h>
46 #include <linux/compiler.h>
47 #include <linux/percpu.h>
48 #include <asm/barrier.h>
49
50 extern int rcu_expedited; /* for sysctl */
51 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST
52 extern int rcutorture_runnable; /* for sysctl */
53 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST */
54
55 enum rcutorture_type {
56         RCU_FLAVOR,
57         RCU_BH_FLAVOR,
58         RCU_SCHED_FLAVOR,
59         SRCU_FLAVOR,
60         INVALID_RCU_FLAVOR
61 };
62
63 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU)
64 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
65                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed);
66 void rcutorture_record_test_transition(void);
67 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum);
68 void do_trace_rcu_torture_read(const char *rcutorturename,
69                                struct rcu_head *rhp,
70                                unsigned long secs,
71                                unsigned long c_old,
72                                unsigned long c);
73 #else
74 static inline void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type,
75                                           int *flags,
76                                           unsigned long *gpnum,
77                                           unsigned long *completed)
78 {
79         *flags = 0;
80         *gpnum = 0;
81         *completed = 0;
82 }
83 static inline void rcutorture_record_test_transition(void)
84 {
85 }
86 static inline void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
87 {
88 }
89 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
90 void do_trace_rcu_torture_read(const char *rcutorturename,
91                                struct rcu_head *rhp,
92                                unsigned long secs,
93                                unsigned long c_old,
94                                unsigned long c);
95 #else
96 #define do_trace_rcu_torture_read(rcutorturename, rhp, secs, c_old, c) \
97         do { } while (0)
98 #endif
99 #endif
100
101 #define UINT_CMP_GE(a, b)       (UINT_MAX / 2 >= (a) - (b))
102 #define UINT_CMP_LT(a, b)       (UINT_MAX / 2 < (a) - (b))
103 #define ULONG_CMP_GE(a, b)      (ULONG_MAX / 2 >= (a) - (b))
104 #define ULONG_CMP_LT(a, b)      (ULONG_MAX / 2 < (a) - (b))
105 #define ulong2long(a)           (*(long *)(&(a)))
106
107 /* Exported common interfaces */
108
109 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
110
111 /**
112  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
113  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
114  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
115  *
116  * The callback function will be invoked some time after a full grace
117  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
118  * critical sections have completed.  However, the callback function
119  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
120  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
121  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
122  * and may be nested.
123  *
124  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
125  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
126  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
127  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
128  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
129  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
130  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
131  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
132  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
133  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
134  * well as CPUs that are executing in the kernel.
135  *
136  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
137  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
138  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
139  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
140  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
141  * more than one CPU).
142  */
143 void call_rcu(struct rcu_head *head,
144               void (*func)(struct rcu_head *head));
145
146 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
147
148 /* In classic RCU, call_rcu() is just call_rcu_sched(). */
149 #define call_rcu        call_rcu_sched
150
151 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
152
153 /**
154  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
155  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
156  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
157  *
158  * The callback function will be invoked some time after a full grace
159  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
160  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
161  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
162  * handler. This means that read-side critical sections in process
163  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
164  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
165  * RCU read-side critical sections are delimited by :
166  *  - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context.
167  *  OR
168  *  - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
169  *  These may be nested.
170  *
171  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
172  * memory ordering guarantees.
173  */
174 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head,
175                  void (*func)(struct rcu_head *head));
176
177 /**
178  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
179  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
180  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
181  *
182  * The callback function will be invoked some time after a full grace
183  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
184  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
185  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
186  * or on voluntary preemption.
187  * RCU read-side critical sections are delimited by :
188  *  - rcu_read_lock_sched() and  rcu_read_unlock_sched(),
189  *  OR
190  *  anything that disables preemption.
191  *  These may be nested.
192  *
193  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
194  * memory ordering guarantees.
195  */
196 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head,
197                     void (*func)(struct rcu_head *rcu));
198
199 void synchronize_sched(void);
200
201 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
202
203 void __rcu_read_lock(void);
204 void __rcu_read_unlock(void);
205 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t);
206 void synchronize_rcu(void);
207
208 /*
209  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
210  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
211  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
212  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
213  */
214 #define rcu_preempt_depth() (current->rcu_read_lock_nesting)
215
216 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
217
218 static inline void __rcu_read_lock(void)
219 {
220         preempt_disable();
221 }
222
223 static inline void __rcu_read_unlock(void)
224 {
225         preempt_enable();
226 }
227
228 static inline void synchronize_rcu(void)
229 {
230         synchronize_sched();
231 }
232
233 static inline int rcu_preempt_depth(void)
234 {
235         return 0;
236 }
237
238 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
239
240 /* Internal to kernel */
241 void rcu_init(void);
242 void rcu_sched_qs(int cpu);
243 void rcu_bh_qs(int cpu);
244 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user);
245 struct notifier_block;
246 void rcu_idle_enter(void);
247 void rcu_idle_exit(void);
248 void rcu_irq_enter(void);
249 void rcu_irq_exit(void);
250
251 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
252 void rcu_sysrq_start(void);
253 void rcu_sysrq_end(void);
254 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
255 static inline void rcu_sysrq_start(void)
256 {
257 }
258 static inline void rcu_sysrq_end(void)
259 {
260 }
261 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
262
263 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
264 void rcu_user_enter(void);
265 void rcu_user_exit(void);
266 #else
267 static inline void rcu_user_enter(void) { }
268 static inline void rcu_user_exit(void) { }
269 static inline void rcu_user_hooks_switch(struct task_struct *prev,
270                                          struct task_struct *next) { }
271 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
272
273 /**
274  * RCU_NONIDLE - Indicate idle-loop code that needs RCU readers
275  * @a: Code that RCU needs to pay attention to.
276  *
277  * RCU, RCU-bh, and RCU-sched read-side critical sections are forbidden
278  * in the inner idle loop, that is, between the rcu_idle_enter() and
279  * the rcu_idle_exit() -- RCU will happily ignore any such read-side
280  * critical sections.  However, things like powertop need tracepoints
281  * in the inner idle loop.
282  *
283  * This macro provides the way out:  RCU_NONIDLE(do_something_with_RCU())
284  * will tell RCU that it needs to pay attending, invoke its argument
285  * (in this example, a call to the do_something_with_RCU() function),
286  * and then tell RCU to go back to ignoring this CPU.  It is permissible
287  * to nest RCU_NONIDLE() wrappers, but the nesting level is currently
288  * quite limited.  If deeper nesting is required, it will be necessary
289  * to adjust DYNTICK_TASK_NESTING_VALUE accordingly.
290  */
291 #define RCU_NONIDLE(a) \
292         do { \
293                 rcu_irq_enter(); \
294                 do { a; } while (0); \
295                 rcu_irq_exit(); \
296         } while (0)
297
298 #if defined(CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC) || defined(CONFIG_RCU_TRACE) || defined(CONFIG_SMP)
299 bool __rcu_is_watching(void);
300 #endif /* #if defined(CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC) || defined(CONFIG_RCU_TRACE) || defined(CONFIG_SMP) */
301
302 /*
303  * Hooks for cond_resched() and friends to avoid RCU CPU stall warnings.
304  */
305
306 #define RCU_COND_RESCHED_LIM 256        /* ms vs. 100s of ms. */
307 DECLARE_PER_CPU(int, rcu_cond_resched_count);
308 void rcu_resched(void);
309
310 /*
311  * Is it time to report RCU quiescent states?
312  *
313  * Note unsynchronized access to rcu_cond_resched_count.  Yes, we might
314  * increment some random CPU's count, and possibly also load the result from
315  * yet another CPU's count.  We might even clobber some other CPU's attempt
316  * to zero its counter.  This is all OK because the goal is not precision,
317  * but rather reasonable amortization of rcu_note_context_switch() overhead
318  * and extremely high probability of avoiding RCU CPU stall warnings.
319  * Note that this function has to be preempted in just the wrong place,
320  * many thousands of times in a row, for anything bad to happen.
321  */
322 static inline bool rcu_should_resched(void)
323 {
324         return raw_cpu_inc_return(rcu_cond_resched_count) >=
325                RCU_COND_RESCHED_LIM;
326 }
327
328 /*
329  * Report quiscent states to RCU if it is time to do so.
330  */
331 static inline void rcu_cond_resched(void)
332 {
333         if (unlikely(rcu_should_resched()))
334                 rcu_resched();
335 }
336
337 /*
338  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
339  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
340  */
341
342 typedef void call_rcu_func_t(struct rcu_head *head,
343                              void (*func)(struct rcu_head *head));
344 void wait_rcu_gp(call_rcu_func_t crf);
345
346 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU)
347 #include <linux/rcutree.h>
348 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU)
349 #include <linux/rcutiny.h>
350 #else
351 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
352 #endif
353
354 /*
355  * init_rcu_head_on_stack()/destroy_rcu_head_on_stack() are needed for dynamic
356  * initialization and destruction of rcu_head on the stack. rcu_head structures
357  * allocated dynamically in the heap or defined statically don't need any
358  * initialization.
359  */
360 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
361 void init_rcu_head(struct rcu_head *head);
362 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head);
363 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
364 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
365 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
366 static inline void init_rcu_head(struct rcu_head *head)
367 {
368 }
369
370 static inline void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head)
371 {
372 }
373
374 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
375 {
376 }
377
378 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
379 {
380 }
381 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
382
383 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
384 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
385 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
386 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
387 {
388         return 1;
389 }
390 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
391
392 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
393
394 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
395 {
396         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 0, NULL, _THIS_IP_);
397 }
398
399 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
400 {
401         lock_release(map, 1, _THIS_IP_);
402 }
403
404 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
405 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
406 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
407 extern struct lockdep_map rcu_callback_map;
408 int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
409
410 /**
411  * rcu_read_lock_held() - might we be in RCU read-side critical section?
412  *
413  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an RCU
414  * read-side critical section.  In absence of CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC,
415  * this assumes we are in an RCU read-side critical section unless it can
416  * prove otherwise.  This is useful for debug checks in functions that
417  * require that they be called within an RCU read-side critical section.
418  *
419  * Checks debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
420  * and while lockdep is disabled.
421  *
422  * Note that rcu_read_lock() and the matching rcu_read_unlock() must
423  * occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
424  * rcu_read_unlock() in process context if the matching rcu_read_lock()
425  * was invoked from within an irq handler.
426  *
427  * Note that rcu_read_lock() is disallowed if the CPU is either idle or
428  * offline from an RCU perspective, so check for those as well.
429  */
430 static inline int rcu_read_lock_held(void)
431 {
432         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
433                 return 1;
434         if (!rcu_is_watching())
435                 return 0;
436         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
437                 return 0;
438         return lock_is_held(&rcu_lock_map);
439 }
440
441 /*
442  * rcu_read_lock_bh_held() is defined out of line to avoid #include-file
443  * hell.
444  */
445 int rcu_read_lock_bh_held(void);
446
447 /**
448  * rcu_read_lock_sched_held() - might we be in RCU-sched read-side critical section?
449  *
450  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an
451  * RCU-sched read-side critical section.  In absence of
452  * CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC, this assumes we are in an RCU-sched read-side
453  * critical section unless it can prove otherwise.  Note that disabling
454  * of preemption (including disabling irqs) counts as an RCU-sched
455  * read-side critical section.  This is useful for debug checks in functions
456  * that required that they be called within an RCU-sched read-side
457  * critical section.
458  *
459  * Check debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
460  * and while lockdep is disabled.
461  *
462  * Note that if the CPU is in the idle loop from an RCU point of
463  * view (ie: that we are in the section between rcu_idle_enter() and
464  * rcu_idle_exit()) then rcu_read_lock_held() returns false even if the CPU
465  * did an rcu_read_lock().  The reason for this is that RCU ignores CPUs
466  * that are in such a section, considering these as in extended quiescent
467  * state, so such a CPU is effectively never in an RCU read-side critical
468  * section regardless of what RCU primitives it invokes.  This state of
469  * affairs is required --- we need to keep an RCU-free window in idle
470  * where the CPU may possibly enter into low power mode. This way we can
471  * notice an extended quiescent state to other CPUs that started a grace
472  * period. Otherwise we would delay any grace period as long as we run in
473  * the idle task.
474  *
475  * Similarly, we avoid claiming an SRCU read lock held if the current
476  * CPU is offline.
477  */
478 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
479 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
480 {
481         int lockdep_opinion = 0;
482
483         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
484                 return 1;
485         if (!rcu_is_watching())
486                 return 0;
487         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
488                 return 0;
489         if (debug_locks)
490                 lockdep_opinion = lock_is_held(&rcu_sched_lock_map);
491         return lockdep_opinion || preempt_count() != 0 || irqs_disabled();
492 }
493 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
494 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
495 {
496         return 1;
497 }
498 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
499
500 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
501
502 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
503 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
504
505 static inline int rcu_read_lock_held(void)
506 {
507         return 1;
508 }
509
510 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
511 {
512         return 1;
513 }
514
515 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
516 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
517 {
518         return preempt_count() != 0 || irqs_disabled();
519 }
520 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
521 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
522 {
523         return 1;
524 }
525 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
526
527 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
528
529 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
530
531 /**
532  * rcu_lockdep_assert - emit lockdep splat if specified condition not met
533  * @c: condition to check
534  * @s: informative message
535  */
536 #define rcu_lockdep_assert(c, s)                                        \
537         do {                                                            \
538                 static bool __section(.data.unlikely) __warned;         \
539                 if (debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned && !(c)) { \
540                         __warned = true;                                \
541                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
542                 }                                                       \
543         } while (0)
544
545 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
546 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
547 {
548         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
549                            "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
550 }
551 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
552 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
553 {
554 }
555 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
556
557 #define rcu_sleep_check()                                               \
558         do {                                                            \
559                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
560                 rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),     \
561                                    "Illegal context switch in RCU-bh read-side critical section"); \
562                 rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),  \
563                                    "Illegal context switch in RCU-sched read-side critical section"); \
564         } while (0)
565
566 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
567
568 #define rcu_lockdep_assert(c, s) do { } while (0)
569 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
570
571 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
572
573 /*
574  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
575  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
576  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
577  * multiple flavors of pointers to match the multiple flavors of RCU
578  * (e.g., __rcu_bh, * __rcu_sched, and __srcu), should this make sense in
579  * the future.
580  */
581
582 #ifdef __CHECKER__
583 #define rcu_dereference_sparse(p, space) \
584         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
585 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
586 #define rcu_dereference_sparse(p, space)
587 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
588
589 #define __rcu_access_pointer(p, space) \
590 ({ \
591         typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p) *__force)ACCESS_ONCE(p); \
592         rcu_dereference_sparse(p, space); \
593         ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
594 })
595 #define __rcu_dereference_check(p, c, space) \
596 ({ \
597         typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p) *__force)ACCESS_ONCE(p); \
598         rcu_lockdep_assert(c, "suspicious rcu_dereference_check() usage"); \
599         rcu_dereference_sparse(p, space); \
600         smp_read_barrier_depends(); /* Dependency order vs. p above. */ \
601         ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
602 })
603 #define __rcu_dereference_protected(p, c, space) \
604 ({ \
605         rcu_lockdep_assert(c, "suspicious rcu_dereference_protected() usage"); \
606         rcu_dereference_sparse(p, space); \
607         ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
608 })
609
610 #define __rcu_access_index(p, space) \
611 ({ \
612         typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
613         rcu_dereference_sparse(p, space); \
614         (_________p1); \
615 })
616 #define __rcu_dereference_index_check(p, c) \
617 ({ \
618         typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
619         rcu_lockdep_assert(c, \
620                            "suspicious rcu_dereference_index_check() usage"); \
621         smp_read_barrier_depends(); /* Dependency order vs. p above. */ \
622         (_________p1); \
623 })
624
625 /**
626  * RCU_INITIALIZER() - statically initialize an RCU-protected global variable
627  * @v: The value to statically initialize with.
628  */
629 #define RCU_INITIALIZER(v) (typeof(*(v)) __force __rcu *)(v)
630
631 /**
632  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
633  * @p: pointer to assign to
634  * @v: value to assign (publish)
635  *
636  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
637  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
638  * any prior initialization.
639  *
640  * Inserts memory barriers on architectures that require them
641  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
642  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
643  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
644  * will be dereferenced by RCU read-side code.
645  *
646  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
647  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
648  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
649  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
650  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
651  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
652  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
653  *
654  * Note that rcu_assign_pointer() evaluates each of its arguments only
655  * once, appearances notwithstanding.  One of the "extra" evaluations
656  * is in typeof() and the other visible only to sparse (__CHECKER__),
657  * neither of which actually execute the argument.  As with most cpp
658  * macros, this execute-arguments-only-once property is important, so
659  * please be careful when making changes to rcu_assign_pointer() and the
660  * other macros that it invokes.
661  */
662 #define rcu_assign_pointer(p, v) smp_store_release(&p, RCU_INITIALIZER(v))
663
664 /**
665  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
666  * @p: The pointer to read
667  *
668  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
669  * smp_read_barrier_depends() and keep the ACCESS_ONCE().  This is useful
670  * when the value of this pointer is accessed, but the pointer is not
671  * dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer against
672  * NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases where
673  * update-side locks prevent the value of the pointer from changing, you
674  * should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
675  *
676  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
677  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as
678  * is the case in the context of the RCU callback that is freeing up
679  * the data, or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful
680  * when tearing down multi-linked structures after a grace period
681  * has elapsed.
682  */
683 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __rcu)
684
685 /**
686  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
687  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
688  * @c: The conditions under which the dereference will take place
689  *
690  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
691  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
692  * indicate the various locking conditions that should be held at that
693  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
694  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
695  * (rcu_read_lock()) is included.
696  *
697  * For example:
698  *
699  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
700  *
701  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
702  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
703  * the bar struct at foo->bar is held.
704  *
705  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
706  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
707  * target struct:
708  *
709  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
710  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
711  *
712  * Inserts memory barriers on architectures that require them
713  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
714  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
715  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
716  * annotated as __rcu.
717  */
718 #define rcu_dereference_check(p, c) \
719         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_held() || (c), __rcu)
720
721 /**
722  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
723  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
724  * @c: The conditions under which the dereference will take place
725  *
726  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().
727  */
728 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
729         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_bh_held() || (c), __rcu)
730
731 /**
732  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
733  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
734  * @c: The conditions under which the dereference will take place
735  *
736  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
737  */
738 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
739         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_sched_held() || (c), \
740                                 __rcu)
741
742 #define rcu_dereference_raw(p) rcu_dereference_check(p, 1) /*@@@ needed? @@@*/
743
744 /*
745  * The tracing infrastructure traces RCU (we want that), but unfortunately
746  * some of the RCU checks causes tracing to lock up the system.
747  *
748  * The tracing version of rcu_dereference_raw() must not call
749  * rcu_read_lock_held().
750  */
751 #define rcu_dereference_raw_notrace(p) __rcu_dereference_check((p), 1, __rcu)
752
753 /**
754  * rcu_access_index() - fetch RCU index with no dereferencing
755  * @p: The index to read
756  *
757  * Return the value of the specified RCU-protected index, but omit the
758  * smp_read_barrier_depends() and keep the ACCESS_ONCE().  This is useful
759  * when the value of this index is accessed, but the index is not
760  * dereferenced, for example, when testing an RCU-protected index against
761  * -1.  Although rcu_access_index() may also be used in cases where
762  * update-side locks prevent the value of the index from changing, you
763  * should instead use rcu_dereference_index_protected() for this use case.
764  */
765 #define rcu_access_index(p) __rcu_access_index((p), __rcu)
766
767 /**
768  * rcu_dereference_index_check() - rcu_dereference for indices with debug checking
769  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
770  * @c: The conditions under which the dereference will take place
771  *
772  * Similar to rcu_dereference_check(), but omits the sparse checking.
773  * This allows rcu_dereference_index_check() to be used on integers,
774  * which can then be used as array indices.  Attempting to use
775  * rcu_dereference_check() on an integer will give compiler warnings
776  * because the sparse address-space mechanism relies on dereferencing
777  * the RCU-protected pointer.  Dereferencing integers is not something
778  * that even gcc will put up with.
779  *
780  * Note that this function does not implicitly check for RCU read-side
781  * critical sections.  If this function gains lots of uses, it might
782  * make sense to provide versions for each flavor of RCU, but it does
783  * not make sense as of early 2010.
784  */
785 #define rcu_dereference_index_check(p, c) \
786         __rcu_dereference_index_check((p), (c))
787
788 /**
789  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
790  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
791  * @c: The conditions under which the dereference will take place
792  *
793  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
794  * both the smp_read_barrier_depends() and the ACCESS_ONCE().  This
795  * is useful in cases where update-side locks prevent the value of the
796  * pointer from changing.  Please note that this primitive does -not-
797  * prevent the compiler from repeating this reference or combining it
798  * with other references, so it should not be used without protection
799  * of appropriate locks.
800  *
801  * This function is only for update-side use.  Using this function
802  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
803  * but very ugly failures.
804  */
805 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
806         __rcu_dereference_protected((p), (c), __rcu)
807
808
809 /**
810  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
811  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
812  *
813  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
814  */
815 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
816
817 /**
818  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
819  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
820  *
821  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
822  */
823 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
824
825 /**
826  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
827  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
828  *
829  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
830  */
831 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
832
833 /**
834  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
835  *
836  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
837  * are within RCU read-side critical sections, then the
838  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
839  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
840  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
841  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
842  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
843  *
844  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
845  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
846  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
847  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
848  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
849  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
850  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
851  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
852  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
853  * callback would free up) has completed before the corresponding
854  * RCU callback is invoked.
855  *
856  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
857  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
858  * completes.
859  *
860  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
861  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
862  * read-side critical section that would block in a !PREEMPT kernel.
863  * But if you want the full story, read on!
864  *
865  * In non-preemptible RCU implementations (TREE_RCU and TINY_RCU), it
866  * is illegal to block while in an RCU read-side critical section.  In
867  * preemptible RCU implementations (TREE_PREEMPT_RCU and TINY_PREEMPT_RCU)
868  * in CONFIG_PREEMPT kernel builds, RCU read-side critical sections may
869  * be preempted, but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible
870  * RCU implementations in real-time (with -rt patchset) kernel builds,
871  * RCU read-side critical sections may be preempted and they may also
872  * block, but only when acquiring spinlocks that are subject to priority
873  * inheritance.
874  */
875 static inline void rcu_read_lock(void)
876 {
877         __rcu_read_lock();
878         __acquire(RCU);
879         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
880         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
881                            "rcu_read_lock() used illegally while idle");
882 }
883
884 /*
885  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
886  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
887  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
888  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
889  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
890  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
891  * others' way, as long as they do so.
892  */
893
894 /**
895  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
896  *
897  * See rcu_read_lock() for more information.
898  */
899 static inline void rcu_read_unlock(void)
900 {
901         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
902                            "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
903         rcu_lock_release(&rcu_lock_map);
904         __release(RCU);
905         __rcu_read_unlock();
906 }
907
908 /**
909  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
910  *
911  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
912  * are being done using call_rcu_bh() or synchronize_rcu_bh(). Since
913  * both call_rcu_bh() and synchronize_rcu_bh() consider completion of a
914  * softirq handler to be a quiescent state, a process in RCU read-side
915  * critical section must be protected by disabling softirqs. Read-side
916  * critical sections in interrupt context can use just rcu_read_lock(),
917  * though this should at least be commented to avoid confusing people
918  * reading the code.
919  *
920  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
921  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
922  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
923  * was invoked from some other task.
924  */
925 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
926 {
927         local_bh_disable();
928         __acquire(RCU_BH);
929         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
930         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
931                            "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
932 }
933
934 /*
935  * rcu_read_unlock_bh - marks the end of a softirq-only RCU critical section
936  *
937  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
938  */
939 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
940 {
941         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
942                            "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
943         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
944         __release(RCU_BH);
945         local_bh_enable();
946 }
947
948 /**
949  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
950  *
951  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
952  * are being done using call_rcu_sched() or synchronize_rcu_sched().
953  * Read-side critical sections can also be introduced by anything that
954  * disables preemption, including local_irq_disable() and friends.
955  *
956  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
957  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
958  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
959  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
960  */
961 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
962 {
963         preempt_disable();
964         __acquire(RCU_SCHED);
965         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
966         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
967                            "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
968 }
969
970 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
971 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
972 {
973         preempt_disable_notrace();
974         __acquire(RCU_SCHED);
975 }
976
977 /*
978  * rcu_read_unlock_sched - marks the end of a RCU-classic critical section
979  *
980  * See rcu_read_lock_sched for more information.
981  */
982 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
983 {
984         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
985                            "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
986         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
987         __release(RCU_SCHED);
988         preempt_enable();
989 }
990
991 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
992 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
993 {
994         __release(RCU_SCHED);
995         preempt_enable_notrace();
996 }
997
998 /**
999  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
1000  *
1001  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
1002  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
1003  * special cases are:
1004  *
1005  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer -or-
1006  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
1007  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer -or-
1008  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
1009  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() -and-
1010  *      a.      You have not made -any- reader-visible changes to
1011  *              this structure since then -or-
1012  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
1013  *              new location to see the old state of the structure.  (For
1014  *              example, the changes were to statistical counters or to
1015  *              other state where exact synchronization is not required.)
1016  *
1017  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
1018  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
1019  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
1020  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
1021  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
1022  *
1023  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
1024  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
1025  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
1026  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
1027  * external-to-structure pointer -after- you have completely initialized
1028  * the reader-accessible portions of the linked structure.
1029  *
1030  * Note that unlike rcu_assign_pointer(), RCU_INIT_POINTER() provides no
1031  * ordering guarantees for either the CPU or the compiler.
1032  */
1033 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
1034         do { \
1035                 p = RCU_INITIALIZER(v); \
1036         } while (0)
1037
1038 /**
1039  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
1040  *
1041  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
1042  */
1043 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
1044                 .p = RCU_INITIALIZER(v)
1045
1046 /*
1047  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
1048  * structure can be handled by kfree_rcu()?
1049  */
1050 #define __is_kfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
1051
1052 /*
1053  * Helper macro for kfree_rcu() to prevent argument-expansion eyestrain.
1054  */
1055 #define __kfree_rcu(head, offset) \
1056         do { \
1057                 BUILD_BUG_ON(!__is_kfree_rcu_offset(offset)); \
1058                 kfree_call_rcu(head, (void (*)(struct rcu_head *))(unsigned long)(offset)); \
1059         } while (0)
1060
1061 /**
1062  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
1063  * @ptr:        pointer to kfree
1064  * @rcu_head:   the name of the struct rcu_head within the type of @ptr.
1065  *
1066  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
1067  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
1068  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
1069  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
1070  *
1071  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
1072  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
1073  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
1074  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
1075  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
1076  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
1077  * be generated in __kfree_rcu().  If this error is triggered, you can
1078  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
1079  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
1080  *
1081  * Note that the allowable offset might decrease in the future, for example,
1082  * to allow something like kmem_cache_free_rcu().
1083  *
1084  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
1085  * checks are done in macros here.
1086  */
1087 #define kfree_rcu(ptr, rcu_head)                                        \
1088         __kfree_rcu(&((ptr)->rcu_head), offsetof(typeof(*(ptr)), rcu_head))
1089
1090 #if defined(CONFIG_TINY_RCU) || defined(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL)
1091 static inline int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *delta_jiffies)
1092 {
1093         *delta_jiffies = ULONG_MAX;
1094         return 0;
1095 }
1096 #endif /* #if defined(CONFIG_TINY_RCU) || defined(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL) */
1097
1098 #if defined(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL)
1099 static inline bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu) { return true; }
1100 #elif defined(CONFIG_RCU_NOCB_CPU)
1101 bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu);
1102 #else
1103 static inline bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu) { return false; }
1104 #endif
1105
1106
1107 /* Only for use by adaptive-ticks code. */
1108 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
1109 bool rcu_sys_is_idle(void);
1110 void rcu_sysidle_force_exit(void);
1111 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
1112
1113 static inline bool rcu_sys_is_idle(void)
1114 {
1115         return false;
1116 }
1117
1118 static inline void rcu_sysidle_force_exit(void)
1119 {
1120 }
1121
1122 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
1123
1124
1125 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */