Merge branches 'doc.2014.09.07a', 'fixes.2014.09.10a', 'nocb-nohz.2014.09.16b' and...
[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 <asm/barrier.h>
48
49 extern int rcu_expedited; /* for sysctl */
50 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST
51 extern int rcutorture_runnable; /* for sysctl */
52 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST */
53
54 enum rcutorture_type {
55         RCU_FLAVOR,
56         RCU_BH_FLAVOR,
57         RCU_SCHED_FLAVOR,
58         SRCU_FLAVOR,
59         INVALID_RCU_FLAVOR
60 };
61
62 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU)
63 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
64                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed);
65 void rcutorture_record_test_transition(void);
66 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum);
67 void do_trace_rcu_torture_read(const char *rcutorturename,
68                                struct rcu_head *rhp,
69                                unsigned long secs,
70                                unsigned long c_old,
71                                unsigned long c);
72 #else
73 static inline void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type,
74                                           int *flags,
75                                           unsigned long *gpnum,
76                                           unsigned long *completed)
77 {
78         *flags = 0;
79         *gpnum = 0;
80         *completed = 0;
81 }
82 static inline void rcutorture_record_test_transition(void)
83 {
84 }
85 static inline void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
86 {
87 }
88 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
89 void do_trace_rcu_torture_read(const char *rcutorturename,
90                                struct rcu_head *rhp,
91                                unsigned long secs,
92                                unsigned long c_old,
93                                unsigned long c);
94 #else
95 #define do_trace_rcu_torture_read(rcutorturename, rhp, secs, c_old, c) \
96         do { } while (0)
97 #endif
98 #endif
99
100 #define UINT_CMP_GE(a, b)       (UINT_MAX / 2 >= (a) - (b))
101 #define UINT_CMP_LT(a, b)       (UINT_MAX / 2 < (a) - (b))
102 #define ULONG_CMP_GE(a, b)      (ULONG_MAX / 2 >= (a) - (b))
103 #define ULONG_CMP_LT(a, b)      (ULONG_MAX / 2 < (a) - (b))
104 #define ulong2long(a)           (*(long *)(&(a)))
105
106 /* Exported common interfaces */
107
108 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
109
110 /**
111  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
112  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
113  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
114  *
115  * The callback function will be invoked some time after a full grace
116  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
117  * critical sections have completed.  However, the callback function
118  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
119  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
120  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
121  * and may be nested.
122  *
123  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
124  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
125  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
126  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
127  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
128  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
129  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
130  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
131  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
132  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
133  * well as CPUs that are executing in the kernel.
134  *
135  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
136  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
137  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
138  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
139  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
140  * more than one CPU).
141  */
142 void call_rcu(struct rcu_head *head,
143               void (*func)(struct rcu_head *head));
144
145 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
146
147 /* In classic RCU, call_rcu() is just call_rcu_sched(). */
148 #define call_rcu        call_rcu_sched
149
150 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
151
152 /**
153  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
154  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
155  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
156  *
157  * The callback function will be invoked some time after a full grace
158  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
159  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
160  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
161  * handler. This means that read-side critical sections in process
162  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
163  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
164  * RCU read-side critical sections are delimited by :
165  *  - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context.
166  *  OR
167  *  - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
168  *  These may be nested.
169  *
170  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
171  * memory ordering guarantees.
172  */
173 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head,
174                  void (*func)(struct rcu_head *head));
175
176 /**
177  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
178  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
179  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
180  *
181  * The callback function will be invoked some time after a full grace
182  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
183  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
184  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
185  * or on voluntary preemption.
186  * RCU read-side critical sections are delimited by :
187  *  - rcu_read_lock_sched() and  rcu_read_unlock_sched(),
188  *  OR
189  *  anything that disables preemption.
190  *  These may be nested.
191  *
192  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
193  * memory ordering guarantees.
194  */
195 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head,
196                     void (*func)(struct rcu_head *rcu));
197
198 void synchronize_sched(void);
199
200 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
201
202 void __rcu_read_lock(void);
203 void __rcu_read_unlock(void);
204 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t);
205 void synchronize_rcu(void);
206
207 /*
208  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
209  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
210  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
211  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
212  */
213 #define rcu_preempt_depth() (current->rcu_read_lock_nesting)
214
215 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
216
217 static inline void __rcu_read_lock(void)
218 {
219         preempt_disable();
220 }
221
222 static inline void __rcu_read_unlock(void)
223 {
224         preempt_enable();
225 }
226
227 static inline void synchronize_rcu(void)
228 {
229         synchronize_sched();
230 }
231
232 static inline int rcu_preempt_depth(void)
233 {
234         return 0;
235 }
236
237 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
238
239 /* Internal to kernel */
240 void rcu_init(void);
241 void rcu_sched_qs(int cpu);
242 void rcu_bh_qs(int cpu);
243 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user);
244 struct notifier_block;
245 void rcu_idle_enter(void);
246 void rcu_idle_exit(void);
247 void rcu_irq_enter(void);
248 void rcu_irq_exit(void);
249
250 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
251 void rcu_sysrq_start(void);
252 void rcu_sysrq_end(void);
253 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
254 static inline void rcu_sysrq_start(void)
255 {
256 }
257 static inline void rcu_sysrq_end(void)
258 {
259 }
260 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
261
262 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
263 void rcu_user_enter(void);
264 void rcu_user_exit(void);
265 #else
266 static inline void rcu_user_enter(void) { }
267 static inline void rcu_user_exit(void) { }
268 static inline void rcu_user_hooks_switch(struct task_struct *prev,
269                                          struct task_struct *next) { }
270 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
271
272 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
273 void rcu_init_nohz(void);
274 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
275 static inline void rcu_init_nohz(void)
276 {
277 }
278 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
279
280 /**
281  * RCU_NONIDLE - Indicate idle-loop code that needs RCU readers
282  * @a: Code that RCU needs to pay attention to.
283  *
284  * RCU, RCU-bh, and RCU-sched read-side critical sections are forbidden
285  * in the inner idle loop, that is, between the rcu_idle_enter() and
286  * the rcu_idle_exit() -- RCU will happily ignore any such read-side
287  * critical sections.  However, things like powertop need tracepoints
288  * in the inner idle loop.
289  *
290  * This macro provides the way out:  RCU_NONIDLE(do_something_with_RCU())
291  * will tell RCU that it needs to pay attending, invoke its argument
292  * (in this example, a call to the do_something_with_RCU() function),
293  * and then tell RCU to go back to ignoring this CPU.  It is permissible
294  * to nest RCU_NONIDLE() wrappers, but the nesting level is currently
295  * quite limited.  If deeper nesting is required, it will be necessary
296  * to adjust DYNTICK_TASK_NESTING_VALUE accordingly.
297  */
298 #define RCU_NONIDLE(a) \
299         do { \
300                 rcu_irq_enter(); \
301                 do { a; } while (0); \
302                 rcu_irq_exit(); \
303         } while (0)
304
305 #if defined(CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC) || defined(CONFIG_RCU_TRACE) || defined(CONFIG_SMP)
306 bool __rcu_is_watching(void);
307 #endif /* #if defined(CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC) || defined(CONFIG_RCU_TRACE) || defined(CONFIG_SMP) */
308
309 /*
310  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
311  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
312  */
313
314 typedef void call_rcu_func_t(struct rcu_head *head,
315                              void (*func)(struct rcu_head *head));
316 void wait_rcu_gp(call_rcu_func_t crf);
317
318 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU)
319 #include <linux/rcutree.h>
320 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU)
321 #include <linux/rcutiny.h>
322 #else
323 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
324 #endif
325
326 /*
327  * init_rcu_head_on_stack()/destroy_rcu_head_on_stack() are needed for dynamic
328  * initialization and destruction of rcu_head on the stack. rcu_head structures
329  * allocated dynamically in the heap or defined statically don't need any
330  * initialization.
331  */
332 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
333 void init_rcu_head(struct rcu_head *head);
334 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head);
335 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
336 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
337 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
338 static inline void init_rcu_head(struct rcu_head *head)
339 {
340 }
341
342 static inline void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head)
343 {
344 }
345
346 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
347 {
348 }
349
350 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
351 {
352 }
353 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
354
355 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
356 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
357 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
358 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
359 {
360         return true;
361 }
362 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
363
364 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
365
366 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
367 {
368         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 0, NULL, _THIS_IP_);
369 }
370
371 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
372 {
373         lock_release(map, 1, _THIS_IP_);
374 }
375
376 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
377 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
378 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
379 extern struct lockdep_map rcu_callback_map;
380 int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
381
382 int rcu_read_lock_held(void);
383 int rcu_read_lock_bh_held(void);
384
385 /**
386  * rcu_read_lock_sched_held() - might we be in RCU-sched read-side critical section?
387  *
388  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an
389  * RCU-sched read-side critical section.  In absence of
390  * CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC, this assumes we are in an RCU-sched read-side
391  * critical section unless it can prove otherwise.  Note that disabling
392  * of preemption (including disabling irqs) counts as an RCU-sched
393  * read-side critical section.  This is useful for debug checks in functions
394  * that required that they be called within an RCU-sched read-side
395  * critical section.
396  *
397  * Check debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
398  * and while lockdep is disabled.
399  *
400  * Note that if the CPU is in the idle loop from an RCU point of
401  * view (ie: that we are in the section between rcu_idle_enter() and
402  * rcu_idle_exit()) then rcu_read_lock_held() returns false even if the CPU
403  * did an rcu_read_lock().  The reason for this is that RCU ignores CPUs
404  * that are in such a section, considering these as in extended quiescent
405  * state, so such a CPU is effectively never in an RCU read-side critical
406  * section regardless of what RCU primitives it invokes.  This state of
407  * affairs is required --- we need to keep an RCU-free window in idle
408  * where the CPU may possibly enter into low power mode. This way we can
409  * notice an extended quiescent state to other CPUs that started a grace
410  * period. Otherwise we would delay any grace period as long as we run in
411  * the idle task.
412  *
413  * Similarly, we avoid claiming an SRCU read lock held if the current
414  * CPU is offline.
415  */
416 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
417 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
418 {
419         int lockdep_opinion = 0;
420
421         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
422                 return 1;
423         if (!rcu_is_watching())
424                 return 0;
425         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
426                 return 0;
427         if (debug_locks)
428                 lockdep_opinion = lock_is_held(&rcu_sched_lock_map);
429         return lockdep_opinion || preempt_count() != 0 || irqs_disabled();
430 }
431 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
432 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
433 {
434         return 1;
435 }
436 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
437
438 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
439
440 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
441 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
442
443 static inline int rcu_read_lock_held(void)
444 {
445         return 1;
446 }
447
448 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
449 {
450         return 1;
451 }
452
453 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
454 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
455 {
456         return preempt_count() != 0 || irqs_disabled();
457 }
458 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
459 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
460 {
461         return 1;
462 }
463 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
464
465 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
466
467 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
468
469 /**
470  * rcu_lockdep_assert - emit lockdep splat if specified condition not met
471  * @c: condition to check
472  * @s: informative message
473  */
474 #define rcu_lockdep_assert(c, s)                                        \
475         do {                                                            \
476                 static bool __section(.data.unlikely) __warned;         \
477                 if (debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned && !(c)) { \
478                         __warned = true;                                \
479                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
480                 }                                                       \
481         } while (0)
482
483 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
484 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
485 {
486         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
487                            "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
488 }
489 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
490 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
491 {
492 }
493 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
494
495 #define rcu_sleep_check()                                               \
496         do {                                                            \
497                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
498                 rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),     \
499                                    "Illegal context switch in RCU-bh read-side critical section"); \
500                 rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),  \
501                                    "Illegal context switch in RCU-sched read-side critical section"); \
502         } while (0)
503
504 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
505
506 #define rcu_lockdep_assert(c, s) do { } while (0)
507 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
508
509 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
510
511 /*
512  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
513  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
514  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
515  * multiple flavors of pointers to match the multiple flavors of RCU
516  * (e.g., __rcu_bh, * __rcu_sched, and __srcu), should this make sense in
517  * the future.
518  */
519
520 #ifdef __CHECKER__
521 #define rcu_dereference_sparse(p, space) \
522         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
523 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
524 #define rcu_dereference_sparse(p, space)
525 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
526
527 #define __rcu_access_pointer(p, space) \
528 ({ \
529         typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p) *__force)ACCESS_ONCE(p); \
530         rcu_dereference_sparse(p, space); \
531         ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
532 })
533 #define __rcu_dereference_check(p, c, space) \
534 ({ \
535         typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p) *__force)ACCESS_ONCE(p); \
536         rcu_lockdep_assert(c, "suspicious rcu_dereference_check() usage"); \
537         rcu_dereference_sparse(p, space); \
538         smp_read_barrier_depends(); /* Dependency order vs. p above. */ \
539         ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
540 })
541 #define __rcu_dereference_protected(p, c, space) \
542 ({ \
543         rcu_lockdep_assert(c, "suspicious rcu_dereference_protected() usage"); \
544         rcu_dereference_sparse(p, space); \
545         ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
546 })
547
548 #define __rcu_access_index(p, space) \
549 ({ \
550         typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
551         rcu_dereference_sparse(p, space); \
552         (_________p1); \
553 })
554 #define __rcu_dereference_index_check(p, c) \
555 ({ \
556         typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
557         rcu_lockdep_assert(c, \
558                            "suspicious rcu_dereference_index_check() usage"); \
559         smp_read_barrier_depends(); /* Dependency order vs. p above. */ \
560         (_________p1); \
561 })
562
563 /**
564  * RCU_INITIALIZER() - statically initialize an RCU-protected global variable
565  * @v: The value to statically initialize with.
566  */
567 #define RCU_INITIALIZER(v) (typeof(*(v)) __force __rcu *)(v)
568
569 /**
570  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
571  * @p: pointer to assign to
572  * @v: value to assign (publish)
573  *
574  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
575  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
576  * any prior initialization.
577  *
578  * Inserts memory barriers on architectures that require them
579  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
580  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
581  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
582  * will be dereferenced by RCU read-side code.
583  *
584  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
585  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
586  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
587  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
588  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
589  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
590  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
591  *
592  * Note that rcu_assign_pointer() evaluates each of its arguments only
593  * once, appearances notwithstanding.  One of the "extra" evaluations
594  * is in typeof() and the other visible only to sparse (__CHECKER__),
595  * neither of which actually execute the argument.  As with most cpp
596  * macros, this execute-arguments-only-once property is important, so
597  * please be careful when making changes to rcu_assign_pointer() and the
598  * other macros that it invokes.
599  */
600 #define rcu_assign_pointer(p, v) smp_store_release(&p, RCU_INITIALIZER(v))
601
602 /**
603  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
604  * @p: The pointer to read
605  *
606  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
607  * smp_read_barrier_depends() and keep the ACCESS_ONCE().  This is useful
608  * when the value of this pointer is accessed, but the pointer is not
609  * dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer against
610  * NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases where
611  * update-side locks prevent the value of the pointer from changing, you
612  * should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
613  *
614  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
615  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as
616  * is the case in the context of the RCU callback that is freeing up
617  * the data, or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful
618  * when tearing down multi-linked structures after a grace period
619  * has elapsed.
620  */
621 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __rcu)
622
623 /**
624  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
625  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
626  * @c: The conditions under which the dereference will take place
627  *
628  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
629  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
630  * indicate the various locking conditions that should be held at that
631  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
632  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
633  * (rcu_read_lock()) is included.
634  *
635  * For example:
636  *
637  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
638  *
639  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
640  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
641  * the bar struct at foo->bar is held.
642  *
643  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
644  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
645  * target struct:
646  *
647  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
648  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
649  *
650  * Inserts memory barriers on architectures that require them
651  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
652  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
653  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
654  * annotated as __rcu.
655  */
656 #define rcu_dereference_check(p, c) \
657         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_held() || (c), __rcu)
658
659 /**
660  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
661  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
662  * @c: The conditions under which the dereference will take place
663  *
664  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().
665  */
666 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
667         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_bh_held() || (c), __rcu)
668
669 /**
670  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
671  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
672  * @c: The conditions under which the dereference will take place
673  *
674  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
675  */
676 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
677         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_sched_held() || (c), \
678                                 __rcu)
679
680 #define rcu_dereference_raw(p) rcu_dereference_check(p, 1) /*@@@ needed? @@@*/
681
682 /*
683  * The tracing infrastructure traces RCU (we want that), but unfortunately
684  * some of the RCU checks causes tracing to lock up the system.
685  *
686  * The tracing version of rcu_dereference_raw() must not call
687  * rcu_read_lock_held().
688  */
689 #define rcu_dereference_raw_notrace(p) __rcu_dereference_check((p), 1, __rcu)
690
691 /**
692  * rcu_access_index() - fetch RCU index with no dereferencing
693  * @p: The index to read
694  *
695  * Return the value of the specified RCU-protected index, but omit the
696  * smp_read_barrier_depends() and keep the ACCESS_ONCE().  This is useful
697  * when the value of this index is accessed, but the index is not
698  * dereferenced, for example, when testing an RCU-protected index against
699  * -1.  Although rcu_access_index() may also be used in cases where
700  * update-side locks prevent the value of the index from changing, you
701  * should instead use rcu_dereference_index_protected() for this use case.
702  */
703 #define rcu_access_index(p) __rcu_access_index((p), __rcu)
704
705 /**
706  * rcu_dereference_index_check() - rcu_dereference for indices with debug checking
707  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
708  * @c: The conditions under which the dereference will take place
709  *
710  * Similar to rcu_dereference_check(), but omits the sparse checking.
711  * This allows rcu_dereference_index_check() to be used on integers,
712  * which can then be used as array indices.  Attempting to use
713  * rcu_dereference_check() on an integer will give compiler warnings
714  * because the sparse address-space mechanism relies on dereferencing
715  * the RCU-protected pointer.  Dereferencing integers is not something
716  * that even gcc will put up with.
717  *
718  * Note that this function does not implicitly check for RCU read-side
719  * critical sections.  If this function gains lots of uses, it might
720  * make sense to provide versions for each flavor of RCU, but it does
721  * not make sense as of early 2010.
722  */
723 #define rcu_dereference_index_check(p, c) \
724         __rcu_dereference_index_check((p), (c))
725
726 /**
727  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
728  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
729  * @c: The conditions under which the dereference will take place
730  *
731  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
732  * both the smp_read_barrier_depends() and the ACCESS_ONCE().  This
733  * is useful in cases where update-side locks prevent the value of the
734  * pointer from changing.  Please note that this primitive does -not-
735  * prevent the compiler from repeating this reference or combining it
736  * with other references, so it should not be used without protection
737  * of appropriate locks.
738  *
739  * This function is only for update-side use.  Using this function
740  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
741  * but very ugly failures.
742  */
743 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
744         __rcu_dereference_protected((p), (c), __rcu)
745
746
747 /**
748  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
749  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
750  *
751  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
752  */
753 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
754
755 /**
756  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
757  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
758  *
759  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
760  */
761 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
762
763 /**
764  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
765  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
766  *
767  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
768  */
769 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
770
771 /**
772  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
773  *
774  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
775  * are within RCU read-side critical sections, then the
776  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
777  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
778  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
779  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
780  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
781  *
782  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
783  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
784  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
785  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
786  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
787  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
788  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
789  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
790  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
791  * callback would free up) has completed before the corresponding
792  * RCU callback is invoked.
793  *
794  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
795  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
796  * completes.
797  *
798  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
799  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
800  * read-side critical section that would block in a !PREEMPT kernel.
801  * But if you want the full story, read on!
802  *
803  * In non-preemptible RCU implementations (TREE_RCU and TINY_RCU),
804  * it is illegal to block while in an RCU read-side critical section.
805  * In preemptible RCU implementations (TREE_PREEMPT_RCU) in CONFIG_PREEMPT
806  * kernel builds, RCU read-side critical sections may be preempted,
807  * but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible RCU
808  * implementations in real-time (with -rt patchset) kernel builds, RCU
809  * read-side critical sections may be preempted and they may also block, but
810  * only when acquiring spinlocks that are subject to priority inheritance.
811  */
812 static inline void rcu_read_lock(void)
813 {
814         __rcu_read_lock();
815         __acquire(RCU);
816         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
817         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
818                            "rcu_read_lock() used illegally while idle");
819 }
820
821 /*
822  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
823  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
824  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
825  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
826  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
827  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
828  * others' way, as long as they do so.
829  */
830
831 /**
832  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
833  *
834  * In most situations, rcu_read_unlock() is immune from deadlock.
835  * However, in kernels built with CONFIG_RCU_BOOST, rcu_read_unlock()
836  * is responsible for deboosting, which it does via rt_mutex_unlock().
837  * Unfortunately, this function acquires the scheduler's runqueue and
838  * priority-inheritance spinlocks.  This means that deadlock could result
839  * if the caller of rcu_read_unlock() already holds one of these locks or
840  * any lock that is ever acquired while holding them.
841  *
842  * That said, RCU readers are never priority boosted unless they were
843  * preempted.  Therefore, one way to avoid deadlock is to make sure
844  * that preemption never happens within any RCU read-side critical
845  * section whose outermost rcu_read_unlock() is called with one of
846  * rt_mutex_unlock()'s locks held.  Such preemption can be avoided in
847  * a number of ways, for example, by invoking preempt_disable() before
848  * critical section's outermost rcu_read_lock().
849  *
850  * Given that the set of locks acquired by rt_mutex_unlock() might change
851  * at any time, a somewhat more future-proofed approach is to make sure
852  * that that preemption never happens within any RCU read-side critical
853  * section whose outermost rcu_read_unlock() is called with irqs disabled.
854  * This approach relies on the fact that rt_mutex_unlock() currently only
855  * acquires irq-disabled locks.
856  *
857  * The second of these two approaches is best in most situations,
858  * however, the first approach can also be useful, at least to those
859  * developers willing to keep abreast of the set of locks acquired by
860  * rt_mutex_unlock().
861  *
862  * See rcu_read_lock() for more information.
863  */
864 static inline void rcu_read_unlock(void)
865 {
866         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
867                            "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
868         rcu_lock_release(&rcu_lock_map);
869         __release(RCU);
870         __rcu_read_unlock();
871 }
872
873 /**
874  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
875  *
876  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
877  * are being done using call_rcu_bh() or synchronize_rcu_bh(). Since
878  * both call_rcu_bh() and synchronize_rcu_bh() consider completion of a
879  * softirq handler to be a quiescent state, a process in RCU read-side
880  * critical section must be protected by disabling softirqs. Read-side
881  * critical sections in interrupt context can use just rcu_read_lock(),
882  * though this should at least be commented to avoid confusing people
883  * reading the code.
884  *
885  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
886  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
887  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
888  * was invoked from some other task.
889  */
890 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
891 {
892         local_bh_disable();
893         __acquire(RCU_BH);
894         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
895         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
896                            "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
897 }
898
899 /*
900  * rcu_read_unlock_bh - marks the end of a softirq-only RCU critical section
901  *
902  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
903  */
904 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
905 {
906         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
907                            "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
908         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
909         __release(RCU_BH);
910         local_bh_enable();
911 }
912
913 /**
914  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
915  *
916  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
917  * are being done using call_rcu_sched() or synchronize_rcu_sched().
918  * Read-side critical sections can also be introduced by anything that
919  * disables preemption, including local_irq_disable() and friends.
920  *
921  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
922  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
923  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
924  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
925  */
926 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
927 {
928         preempt_disable();
929         __acquire(RCU_SCHED);
930         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
931         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
932                            "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
933 }
934
935 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
936 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
937 {
938         preempt_disable_notrace();
939         __acquire(RCU_SCHED);
940 }
941
942 /*
943  * rcu_read_unlock_sched - marks the end of a RCU-classic critical section
944  *
945  * See rcu_read_lock_sched for more information.
946  */
947 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
948 {
949         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
950                            "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
951         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
952         __release(RCU_SCHED);
953         preempt_enable();
954 }
955
956 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
957 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
958 {
959         __release(RCU_SCHED);
960         preempt_enable_notrace();
961 }
962
963 /**
964  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
965  *
966  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
967  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
968  * special cases are:
969  *
970  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer -or-
971  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
972  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer -or-
973  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
974  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() -and-
975  *      a.      You have not made -any- reader-visible changes to
976  *              this structure since then -or-
977  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
978  *              new location to see the old state of the structure.  (For
979  *              example, the changes were to statistical counters or to
980  *              other state where exact synchronization is not required.)
981  *
982  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
983  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
984  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
985  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
986  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
987  *
988  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
989  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
990  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
991  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
992  * external-to-structure pointer -after- you have completely initialized
993  * the reader-accessible portions of the linked structure.
994  *
995  * Note that unlike rcu_assign_pointer(), RCU_INIT_POINTER() provides no
996  * ordering guarantees for either the CPU or the compiler.
997  */
998 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
999         do { \
1000                 p = RCU_INITIALIZER(v); \
1001         } while (0)
1002
1003 /**
1004  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
1005  *
1006  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
1007  */
1008 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
1009                 .p = RCU_INITIALIZER(v)
1010
1011 /*
1012  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
1013  * structure can be handled by kfree_rcu()?
1014  */
1015 #define __is_kfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
1016
1017 /*
1018  * Helper macro for kfree_rcu() to prevent argument-expansion eyestrain.
1019  */
1020 #define __kfree_rcu(head, offset) \
1021         do { \
1022                 BUILD_BUG_ON(!__is_kfree_rcu_offset(offset)); \
1023                 kfree_call_rcu(head, (void (*)(struct rcu_head *))(unsigned long)(offset)); \
1024         } while (0)
1025
1026 /**
1027  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
1028  * @ptr:        pointer to kfree
1029  * @rcu_head:   the name of the struct rcu_head within the type of @ptr.
1030  *
1031  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
1032  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
1033  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
1034  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
1035  *
1036  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
1037  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
1038  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
1039  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
1040  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
1041  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
1042  * be generated in __kfree_rcu().  If this error is triggered, you can
1043  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
1044  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
1045  *
1046  * Note that the allowable offset might decrease in the future, for example,
1047  * to allow something like kmem_cache_free_rcu().
1048  *
1049  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
1050  * checks are done in macros here.
1051  */
1052 #define kfree_rcu(ptr, rcu_head)                                        \
1053         __kfree_rcu(&((ptr)->rcu_head), offsetof(typeof(*(ptr)), rcu_head))
1054
1055 #if defined(CONFIG_TINY_RCU) || defined(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL)
1056 static inline int rcu_needs_cpu(int cpu, unsigned long *delta_jiffies)
1057 {
1058         *delta_jiffies = ULONG_MAX;
1059         return 0;
1060 }
1061 #endif /* #if defined(CONFIG_TINY_RCU) || defined(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL) */
1062
1063 #if defined(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL)
1064 static inline bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu) { return true; }
1065 #elif defined(CONFIG_RCU_NOCB_CPU)
1066 bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu);
1067 #else
1068 static inline bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu) { return false; }
1069 #endif
1070
1071
1072 /* Only for use by adaptive-ticks code. */
1073 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
1074 bool rcu_sys_is_idle(void);
1075 void rcu_sysidle_force_exit(void);
1076 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
1077
1078 static inline bool rcu_sys_is_idle(void)
1079 {
1080         return false;
1081 }
1082
1083 static inline void rcu_sysidle_force_exit(void)
1084 {
1085 }
1086
1087 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
1088
1089
1090 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */