Merge branch 'for-next' of git://git.samba.org/sfrench/cifs-2.6
[linux-2.6-block.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/debugobjects.h>
44 #include <linux/bug.h>
45 #include <linux/compiler.h>
46 #include <linux/ktime.h>
47 #include <linux/irqflags.h>
48
49 #include <asm/barrier.h>
50
51 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
52 extern int rcu_expedited; /* for sysctl */
53 extern int rcu_normal;    /* also for sysctl */
54 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
55
56 #ifdef CONFIG_TINY_RCU
57 /* Tiny RCU doesn't expedite, as its purpose in life is instead to be tiny. */
58 static inline bool rcu_gp_is_normal(void)  /* Internal RCU use. */
59 {
60         return true;
61 }
62 static inline bool rcu_gp_is_expedited(void)  /* Internal RCU use. */
63 {
64         return false;
65 }
66
67 static inline void rcu_expedite_gp(void)
68 {
69 }
70
71 static inline void rcu_unexpedite_gp(void)
72 {
73 }
74 #else /* #ifdef CONFIG_TINY_RCU */
75 bool rcu_gp_is_normal(void);     /* Internal RCU use. */
76 bool rcu_gp_is_expedited(void);  /* Internal RCU use. */
77 void rcu_expedite_gp(void);
78 void rcu_unexpedite_gp(void);
79 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TINY_RCU */
80
81 enum rcutorture_type {
82         RCU_FLAVOR,
83         RCU_BH_FLAVOR,
84         RCU_SCHED_FLAVOR,
85         RCU_TASKS_FLAVOR,
86         SRCU_FLAVOR,
87         INVALID_RCU_FLAVOR
88 };
89
90 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
91 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
92                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed);
93 void rcutorture_record_test_transition(void);
94 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum);
95 void do_trace_rcu_torture_read(const char *rcutorturename,
96                                struct rcu_head *rhp,
97                                unsigned long secs,
98                                unsigned long c_old,
99                                unsigned long c);
100 #else
101 static inline void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type,
102                                           int *flags,
103                                           unsigned long *gpnum,
104                                           unsigned long *completed)
105 {
106         *flags = 0;
107         *gpnum = 0;
108         *completed = 0;
109 }
110 static inline void rcutorture_record_test_transition(void)
111 {
112 }
113 static inline void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
114 {
115 }
116 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
117 void do_trace_rcu_torture_read(const char *rcutorturename,
118                                struct rcu_head *rhp,
119                                unsigned long secs,
120                                unsigned long c_old,
121                                unsigned long c);
122 #else
123 #define do_trace_rcu_torture_read(rcutorturename, rhp, secs, c_old, c) \
124         do { } while (0)
125 #endif
126 #endif
127
128 #define UINT_CMP_GE(a, b)       (UINT_MAX / 2 >= (a) - (b))
129 #define UINT_CMP_LT(a, b)       (UINT_MAX / 2 < (a) - (b))
130 #define ULONG_CMP_GE(a, b)      (ULONG_MAX / 2 >= (a) - (b))
131 #define ULONG_CMP_LT(a, b)      (ULONG_MAX / 2 < (a) - (b))
132 #define ulong2long(a)           (*(long *)(&(a)))
133
134 /* Exported common interfaces */
135
136 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
137
138 /**
139  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
140  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
141  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
142  *
143  * The callback function will be invoked some time after a full grace
144  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
145  * critical sections have completed.  However, the callback function
146  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
147  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
148  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
149  * and may be nested.
150  *
151  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
152  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
153  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
154  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
155  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
156  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
157  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
158  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
159  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
160  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
161  * well as CPUs that are executing in the kernel.
162  *
163  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
164  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
165  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
166  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
167  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
168  * more than one CPU).
169  */
170 void call_rcu(struct rcu_head *head,
171               rcu_callback_t func);
172
173 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
174
175 /* In classic RCU, call_rcu() is just call_rcu_sched(). */
176 #define call_rcu        call_rcu_sched
177
178 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
179
180 /**
181  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
182  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
183  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
184  *
185  * The callback function will be invoked some time after a full grace
186  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
187  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
188  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
189  * handler. This means that read-side critical sections in process
190  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
191  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
192  * RCU read-side critical sections are delimited by :
193  *  - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context.
194  *  OR
195  *  - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
196  *  These may be nested.
197  *
198  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
199  * memory ordering guarantees.
200  */
201 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head,
202                  rcu_callback_t func);
203
204 /**
205  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
206  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
207  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
208  *
209  * The callback function will be invoked some time after a full grace
210  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
211  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
212  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
213  * or on voluntary preemption.
214  * RCU read-side critical sections are delimited by :
215  *  - rcu_read_lock_sched() and  rcu_read_unlock_sched(),
216  *  OR
217  *  anything that disables preemption.
218  *  These may be nested.
219  *
220  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
221  * memory ordering guarantees.
222  */
223 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head,
224                     rcu_callback_t func);
225
226 void synchronize_sched(void);
227
228 /**
229  * call_rcu_tasks() - Queue an RCU for invocation task-based grace period
230  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
231  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
232  *
233  * The callback function will be invoked some time after a full grace
234  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
235  * read-side critical sections have completed. call_rcu_tasks() assumes
236  * that the read-side critical sections end at a voluntary context
237  * switch (not a preemption!), entry into idle, or transition to usermode
238  * execution.  As such, there are no read-side primitives analogous to
239  * rcu_read_lock() and rcu_read_unlock() because this primitive is intended
240  * to determine that all tasks have passed through a safe state, not so
241  * much for data-strcuture synchronization.
242  *
243  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
244  * memory ordering guarantees.
245  */
246 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
247 void synchronize_rcu_tasks(void);
248 void rcu_barrier_tasks(void);
249
250 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
251
252 void __rcu_read_lock(void);
253 void __rcu_read_unlock(void);
254 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t);
255 void synchronize_rcu(void);
256
257 /*
258  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
259  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
260  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
261  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
262  */
263 #define rcu_preempt_depth() (current->rcu_read_lock_nesting)
264
265 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
266
267 static inline void __rcu_read_lock(void)
268 {
269         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
270                 preempt_disable();
271 }
272
273 static inline void __rcu_read_unlock(void)
274 {
275         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
276                 preempt_enable();
277 }
278
279 static inline void synchronize_rcu(void)
280 {
281         synchronize_sched();
282 }
283
284 static inline int rcu_preempt_depth(void)
285 {
286         return 0;
287 }
288
289 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
290
291 /* Internal to kernel */
292 void rcu_init(void);
293 void rcu_sched_qs(void);
294 void rcu_bh_qs(void);
295 void rcu_check_callbacks(int user);
296 void rcu_report_dead(unsigned int cpu);
297 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu);
298
299 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
300 void rcu_end_inkernel_boot(void);
301 #else /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
302 static inline void rcu_end_inkernel_boot(void) { }
303 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
304
305 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
306 void rcu_sysrq_start(void);
307 void rcu_sysrq_end(void);
308 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
309 static inline void rcu_sysrq_start(void)
310 {
311 }
312 static inline void rcu_sysrq_end(void)
313 {
314 }
315 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
316
317 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
318 void rcu_user_enter(void);
319 void rcu_user_exit(void);
320 #else
321 static inline void rcu_user_enter(void) { }
322 static inline void rcu_user_exit(void) { }
323 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
324
325 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
326 void rcu_init_nohz(void);
327 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
328 static inline void rcu_init_nohz(void)
329 {
330 }
331 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
332
333 /**
334  * RCU_NONIDLE - Indicate idle-loop code that needs RCU readers
335  * @a: Code that RCU needs to pay attention to.
336  *
337  * RCU, RCU-bh, and RCU-sched read-side critical sections are forbidden
338  * in the inner idle loop, that is, between the rcu_idle_enter() and
339  * the rcu_idle_exit() -- RCU will happily ignore any such read-side
340  * critical sections.  However, things like powertop need tracepoints
341  * in the inner idle loop.
342  *
343  * This macro provides the way out:  RCU_NONIDLE(do_something_with_RCU())
344  * will tell RCU that it needs to pay attention, invoke its argument
345  * (in this example, calling the do_something_with_RCU() function),
346  * and then tell RCU to go back to ignoring this CPU.  It is permissible
347  * to nest RCU_NONIDLE() wrappers, but not indefinitely (but the limit is
348  * on the order of a million or so, even on 32-bit systems).  It is
349  * not legal to block within RCU_NONIDLE(), nor is it permissible to
350  * transfer control either into or out of RCU_NONIDLE()'s statement.
351  */
352 #define RCU_NONIDLE(a) \
353         do { \
354                 rcu_irq_enter_irqson(); \
355                 do { a; } while (0); \
356                 rcu_irq_exit_irqson(); \
357         } while (0)
358
359 /*
360  * Note a voluntary context switch for RCU-tasks benefit.  This is a
361  * macro rather than an inline function to avoid #include hell.
362  */
363 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
364 #define TASKS_RCU(x) x
365 extern struct srcu_struct tasks_rcu_exit_srcu;
366 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) \
367         do { \
368                 rcu_all_qs(); \
369                 if (READ_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout)) \
370                         WRITE_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout, false); \
371         } while (0)
372 #else /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
373 #define TASKS_RCU(x) do { } while (0)
374 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t)    rcu_all_qs()
375 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
376
377 /**
378  * cond_resched_rcu_qs - Report potential quiescent states to RCU
379  *
380  * This macro resembles cond_resched(), except that it is defined to
381  * report potential quiescent states to RCU-tasks even if the cond_resched()
382  * machinery were to be shut off, as some advocate for PREEMPT kernels.
383  */
384 #define cond_resched_rcu_qs() \
385 do { \
386         if (!cond_resched()) \
387                 rcu_note_voluntary_context_switch(current); \
388 } while (0)
389
390 #if defined(CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC) || defined(CONFIG_RCU_TRACE) || defined(CONFIG_SMP)
391 bool __rcu_is_watching(void);
392 #endif /* #if defined(CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC) || defined(CONFIG_RCU_TRACE) || defined(CONFIG_SMP) */
393
394 /*
395  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
396  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
397  */
398
399 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
400 #include <linux/rcutree.h>
401 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU)
402 #include <linux/rcutiny.h>
403 #else
404 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
405 #endif
406
407 #define RCU_SCHEDULER_INACTIVE  0
408 #define RCU_SCHEDULER_INIT      1
409 #define RCU_SCHEDULER_RUNNING   2
410
411 /*
412  * init_rcu_head_on_stack()/destroy_rcu_head_on_stack() are needed for dynamic
413  * initialization and destruction of rcu_head on the stack. rcu_head structures
414  * allocated dynamically in the heap or defined statically don't need any
415  * initialization.
416  */
417 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
418 void init_rcu_head(struct rcu_head *head);
419 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head);
420 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
421 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
422 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
423 static inline void init_rcu_head(struct rcu_head *head)
424 {
425 }
426
427 static inline void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head)
428 {
429 }
430
431 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
432 {
433 }
434
435 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
436 {
437 }
438 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
439
440 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
441 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
442 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
443 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
444 {
445         return true;
446 }
447 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
448
449 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
450
451 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
452 {
453         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 0, NULL, _THIS_IP_);
454 }
455
456 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
457 {
458         lock_release(map, 1, _THIS_IP_);
459 }
460
461 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
462 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
463 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
464 extern struct lockdep_map rcu_callback_map;
465 int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
466
467 int rcu_read_lock_held(void);
468 int rcu_read_lock_bh_held(void);
469
470 /**
471  * rcu_read_lock_sched_held() - might we be in RCU-sched read-side critical section?
472  *
473  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an
474  * RCU-sched read-side critical section.  In absence of
475  * CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC, this assumes we are in an RCU-sched read-side
476  * critical section unless it can prove otherwise.
477  */
478 int rcu_read_lock_sched_held(void);
479
480 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
481
482 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
483 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
484
485 static inline int rcu_read_lock_held(void)
486 {
487         return 1;
488 }
489
490 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
491 {
492         return 1;
493 }
494
495 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
496 {
497         return !preemptible();
498 }
499 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
500
501 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
502
503 /**
504  * RCU_LOCKDEP_WARN - emit lockdep splat if specified condition is met
505  * @c: condition to check
506  * @s: informative message
507  */
508 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s)                                          \
509         do {                                                            \
510                 static bool __section(.data.unlikely) __warned;         \
511                 if (debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned && (c)) {  \
512                         __warned = true;                                \
513                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
514                 }                                                       \
515         } while (0)
516
517 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
518 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
519 {
520         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
521                          "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
522 }
523 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
524 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
525 {
526 }
527 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
528
529 #define rcu_sleep_check()                                               \
530         do {                                                            \
531                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
532                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),        \
533                                  "Illegal context switch in RCU-bh read-side critical section"); \
534                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),     \
535                                  "Illegal context switch in RCU-sched read-side critical section"); \
536         } while (0)
537
538 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
539
540 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s) do { } while (0)
541 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
542
543 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
544
545 /*
546  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
547  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
548  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
549  * multiple flavors of pointers to match the multiple flavors of RCU
550  * (e.g., __rcu_bh, * __rcu_sched, and __srcu), should this make sense in
551  * the future.
552  */
553
554 #ifdef __CHECKER__
555 #define rcu_dereference_sparse(p, space) \
556         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
557 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
558 #define rcu_dereference_sparse(p, space)
559 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
560
561 #define __rcu_access_pointer(p, space) \
562 ({ \
563         typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
564         rcu_dereference_sparse(p, space); \
565         ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
566 })
567 #define __rcu_dereference_check(p, c, space) \
568 ({ \
569         /* Dependency order vs. p above. */ \
570         typeof(*p) *________p1 = (typeof(*p) *__force)lockless_dereference(p); \
571         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_check() usage"); \
572         rcu_dereference_sparse(p, space); \
573         ((typeof(*p) __force __kernel *)(________p1)); \
574 })
575 #define __rcu_dereference_protected(p, c, space) \
576 ({ \
577         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_protected() usage"); \
578         rcu_dereference_sparse(p, space); \
579         ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
580 })
581 #define rcu_dereference_raw(p) \
582 ({ \
583         /* Dependency order vs. p above. */ \
584         typeof(p) ________p1 = lockless_dereference(p); \
585         ((typeof(*p) __force __kernel *)(________p1)); \
586 })
587
588 /**
589  * RCU_INITIALIZER() - statically initialize an RCU-protected global variable
590  * @v: The value to statically initialize with.
591  */
592 #define RCU_INITIALIZER(v) (typeof(*(v)) __force __rcu *)(v)
593
594 /**
595  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
596  * @p: pointer to assign to
597  * @v: value to assign (publish)
598  *
599  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
600  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
601  * any prior initialization.
602  *
603  * Inserts memory barriers on architectures that require them
604  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
605  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
606  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
607  * will be dereferenced by RCU read-side code.
608  *
609  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
610  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
611  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
612  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
613  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
614  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
615  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
616  *
617  * Note that rcu_assign_pointer() evaluates each of its arguments only
618  * once, appearances notwithstanding.  One of the "extra" evaluations
619  * is in typeof() and the other visible only to sparse (__CHECKER__),
620  * neither of which actually execute the argument.  As with most cpp
621  * macros, this execute-arguments-only-once property is important, so
622  * please be careful when making changes to rcu_assign_pointer() and the
623  * other macros that it invokes.
624  */
625 #define rcu_assign_pointer(p, v)                                              \
626 ({                                                                            \
627         uintptr_t _r_a_p__v = (uintptr_t)(v);                                 \
628                                                                               \
629         if (__builtin_constant_p(v) && (_r_a_p__v) == (uintptr_t)NULL)        \
630                 WRITE_ONCE((p), (typeof(p))(_r_a_p__v));                      \
631         else                                                                  \
632                 smp_store_release(&p, RCU_INITIALIZER((typeof(p))_r_a_p__v)); \
633         _r_a_p__v;                                                            \
634 })
635
636 /**
637  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
638  * @p: The pointer to read
639  *
640  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
641  * smp_read_barrier_depends() and keep the READ_ONCE().  This is useful
642  * when the value of this pointer is accessed, but the pointer is not
643  * dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer against
644  * NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases where
645  * update-side locks prevent the value of the pointer from changing, you
646  * should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
647  *
648  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
649  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as
650  * is the case in the context of the RCU callback that is freeing up
651  * the data, or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful
652  * when tearing down multi-linked structures after a grace period
653  * has elapsed.
654  */
655 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __rcu)
656
657 /**
658  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
659  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
660  * @c: The conditions under which the dereference will take place
661  *
662  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
663  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
664  * indicate the various locking conditions that should be held at that
665  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
666  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
667  * (rcu_read_lock()) is included.
668  *
669  * For example:
670  *
671  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
672  *
673  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
674  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
675  * the bar struct at foo->bar is held.
676  *
677  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
678  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
679  * target struct:
680  *
681  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
682  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
683  *
684  * Inserts memory barriers on architectures that require them
685  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
686  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
687  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
688  * annotated as __rcu.
689  */
690 #define rcu_dereference_check(p, c) \
691         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_held(), __rcu)
692
693 /**
694  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
695  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
696  * @c: The conditions under which the dereference will take place
697  *
698  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().
699  */
700 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
701         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_bh_held(), __rcu)
702
703 /**
704  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
705  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
706  * @c: The conditions under which the dereference will take place
707  *
708  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
709  */
710 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
711         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_sched_held(), \
712                                 __rcu)
713
714 /*
715  * The tracing infrastructure traces RCU (we want that), but unfortunately
716  * some of the RCU checks causes tracing to lock up the system.
717  *
718  * The no-tracing version of rcu_dereference_raw() must not call
719  * rcu_read_lock_held().
720  */
721 #define rcu_dereference_raw_notrace(p) __rcu_dereference_check((p), 1, __rcu)
722
723 /**
724  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
725  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
726  * @c: The conditions under which the dereference will take place
727  *
728  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
729  * both the smp_read_barrier_depends() and the READ_ONCE().  This
730  * is useful in cases where update-side locks prevent the value of the
731  * pointer from changing.  Please note that this primitive does -not-
732  * prevent the compiler from repeating this reference or combining it
733  * with other references, so it should not be used without protection
734  * of appropriate locks.
735  *
736  * This function is only for update-side use.  Using this function
737  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
738  * but very ugly failures.
739  */
740 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
741         __rcu_dereference_protected((p), (c), __rcu)
742
743
744 /**
745  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
746  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
747  *
748  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
749  */
750 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
751
752 /**
753  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
754  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
755  *
756  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
757  */
758 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
759
760 /**
761  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
762  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
763  *
764  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
765  */
766 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
767
768 /**
769  * rcu_pointer_handoff() - Hand off a pointer from RCU to other mechanism
770  * @p: The pointer to hand off
771  *
772  * This is simply an identity function, but it documents where a pointer
773  * is handed off from RCU to some other synchronization mechanism, for
774  * example, reference counting or locking.  In C11, it would map to
775  * kill_dependency().  It could be used as follows:
776  *
777  *      rcu_read_lock();
778  *      p = rcu_dereference(gp);
779  *      long_lived = is_long_lived(p);
780  *      if (long_lived) {
781  *              if (!atomic_inc_not_zero(p->refcnt))
782  *                      long_lived = false;
783  *              else
784  *                      p = rcu_pointer_handoff(p);
785  *      }
786  *      rcu_read_unlock();
787  */
788 #define rcu_pointer_handoff(p) (p)
789
790 /**
791  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
792  *
793  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
794  * are within RCU read-side critical sections, then the
795  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
796  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
797  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
798  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
799  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
800  *
801  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
802  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
803  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
804  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
805  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
806  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
807  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
808  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
809  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
810  * callback would free up) has completed before the corresponding
811  * RCU callback is invoked.
812  *
813  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
814  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
815  * completes.
816  *
817  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
818  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
819  * read-side critical section that would block in a !PREEMPT kernel.
820  * But if you want the full story, read on!
821  *
822  * In non-preemptible RCU implementations (TREE_RCU and TINY_RCU),
823  * it is illegal to block while in an RCU read-side critical section.
824  * In preemptible RCU implementations (PREEMPT_RCU) in CONFIG_PREEMPT
825  * kernel builds, RCU read-side critical sections may be preempted,
826  * but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible RCU
827  * implementations in real-time (with -rt patchset) kernel builds, RCU
828  * read-side critical sections may be preempted and they may also block, but
829  * only when acquiring spinlocks that are subject to priority inheritance.
830  */
831 static inline void rcu_read_lock(void)
832 {
833         __rcu_read_lock();
834         __acquire(RCU);
835         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
836         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
837                          "rcu_read_lock() used illegally while idle");
838 }
839
840 /*
841  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
842  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
843  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
844  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
845  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
846  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
847  * others' way, as long as they do so.
848  */
849
850 /**
851  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
852  *
853  * In most situations, rcu_read_unlock() is immune from deadlock.
854  * However, in kernels built with CONFIG_RCU_BOOST, rcu_read_unlock()
855  * is responsible for deboosting, which it does via rt_mutex_unlock().
856  * Unfortunately, this function acquires the scheduler's runqueue and
857  * priority-inheritance spinlocks.  This means that deadlock could result
858  * if the caller of rcu_read_unlock() already holds one of these locks or
859  * any lock that is ever acquired while holding them; or any lock which
860  * can be taken from interrupt context because rcu_boost()->rt_mutex_lock()
861  * does not disable irqs while taking ->wait_lock.
862  *
863  * That said, RCU readers are never priority boosted unless they were
864  * preempted.  Therefore, one way to avoid deadlock is to make sure
865  * that preemption never happens within any RCU read-side critical
866  * section whose outermost rcu_read_unlock() is called with one of
867  * rt_mutex_unlock()'s locks held.  Such preemption can be avoided in
868  * a number of ways, for example, by invoking preempt_disable() before
869  * critical section's outermost rcu_read_lock().
870  *
871  * Given that the set of locks acquired by rt_mutex_unlock() might change
872  * at any time, a somewhat more future-proofed approach is to make sure
873  * that that preemption never happens within any RCU read-side critical
874  * section whose outermost rcu_read_unlock() is called with irqs disabled.
875  * This approach relies on the fact that rt_mutex_unlock() currently only
876  * acquires irq-disabled locks.
877  *
878  * The second of these two approaches is best in most situations,
879  * however, the first approach can also be useful, at least to those
880  * developers willing to keep abreast of the set of locks acquired by
881  * rt_mutex_unlock().
882  *
883  * See rcu_read_lock() for more information.
884  */
885 static inline void rcu_read_unlock(void)
886 {
887         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
888                          "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
889         __release(RCU);
890         __rcu_read_unlock();
891         rcu_lock_release(&rcu_lock_map); /* Keep acq info for rls diags. */
892 }
893
894 /**
895  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
896  *
897  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
898  * are being done using call_rcu_bh() or synchronize_rcu_bh(). Since
899  * both call_rcu_bh() and synchronize_rcu_bh() consider completion of a
900  * softirq handler to be a quiescent state, a process in RCU read-side
901  * critical section must be protected by disabling softirqs. Read-side
902  * critical sections in interrupt context can use just rcu_read_lock(),
903  * though this should at least be commented to avoid confusing people
904  * reading the code.
905  *
906  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
907  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
908  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
909  * was invoked from some other task.
910  */
911 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
912 {
913         local_bh_disable();
914         __acquire(RCU_BH);
915         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
916         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
917                          "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
918 }
919
920 /*
921  * rcu_read_unlock_bh - marks the end of a softirq-only RCU critical section
922  *
923  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
924  */
925 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
926 {
927         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
928                          "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
929         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
930         __release(RCU_BH);
931         local_bh_enable();
932 }
933
934 /**
935  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
936  *
937  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
938  * are being done using call_rcu_sched() or synchronize_rcu_sched().
939  * Read-side critical sections can also be introduced by anything that
940  * disables preemption, including local_irq_disable() and friends.
941  *
942  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
943  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
944  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
945  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
946  */
947 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
948 {
949         preempt_disable();
950         __acquire(RCU_SCHED);
951         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
952         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
953                          "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
954 }
955
956 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
957 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
958 {
959         preempt_disable_notrace();
960         __acquire(RCU_SCHED);
961 }
962
963 /*
964  * rcu_read_unlock_sched - marks the end of a RCU-classic critical section
965  *
966  * See rcu_read_lock_sched for more information.
967  */
968 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
969 {
970         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
971                          "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
972         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
973         __release(RCU_SCHED);
974         preempt_enable();
975 }
976
977 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
978 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
979 {
980         __release(RCU_SCHED);
981         preempt_enable_notrace();
982 }
983
984 /**
985  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
986  *
987  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
988  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
989  * special cases are:
990  *
991  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer -or-
992  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
993  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer -or-
994  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
995  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() -and-
996  *      a.      You have not made -any- reader-visible changes to
997  *              this structure since then -or-
998  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
999  *              new location to see the old state of the structure.  (For
1000  *              example, the changes were to statistical counters or to
1001  *              other state where exact synchronization is not required.)
1002  *
1003  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
1004  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
1005  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
1006  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
1007  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
1008  *
1009  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
1010  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
1011  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
1012  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
1013  * external-to-structure pointer -after- you have completely initialized
1014  * the reader-accessible portions of the linked structure.
1015  *
1016  * Note that unlike rcu_assign_pointer(), RCU_INIT_POINTER() provides no
1017  * ordering guarantees for either the CPU or the compiler.
1018  */
1019 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
1020         do { \
1021                 rcu_dereference_sparse(p, __rcu); \
1022                 WRITE_ONCE(p, RCU_INITIALIZER(v)); \
1023         } while (0)
1024
1025 /**
1026  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
1027  *
1028  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
1029  */
1030 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
1031                 .p = RCU_INITIALIZER(v)
1032
1033 /*
1034  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
1035  * structure can be handled by kfree_rcu()?
1036  */
1037 #define __is_kfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
1038
1039 /*
1040  * Helper macro for kfree_rcu() to prevent argument-expansion eyestrain.
1041  */
1042 #define __kfree_rcu(head, offset) \
1043         do { \
1044                 BUILD_BUG_ON(!__is_kfree_rcu_offset(offset)); \
1045                 kfree_call_rcu(head, (rcu_callback_t)(unsigned long)(offset)); \
1046         } while (0)
1047
1048 /**
1049  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
1050  * @ptr:        pointer to kfree
1051  * @rcu_head:   the name of the struct rcu_head within the type of @ptr.
1052  *
1053  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
1054  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
1055  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
1056  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
1057  *
1058  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
1059  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
1060  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
1061  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
1062  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
1063  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
1064  * be generated in __kfree_rcu().  If this error is triggered, you can
1065  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
1066  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
1067  *
1068  * Note that the allowable offset might decrease in the future, for example,
1069  * to allow something like kmem_cache_free_rcu().
1070  *
1071  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
1072  * checks are done in macros here.
1073  */
1074 #define kfree_rcu(ptr, rcu_head)                                        \
1075         __kfree_rcu(&((ptr)->rcu_head), offsetof(typeof(*(ptr)), rcu_head))
1076
1077 #ifdef CONFIG_TINY_RCU
1078 static inline int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1079 {
1080         *nextevt = KTIME_MAX;
1081         return 0;
1082 }
1083 #endif /* #ifdef CONFIG_TINY_RCU */
1084
1085 #if defined(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL)
1086 static inline bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu) { return true; }
1087 #elif defined(CONFIG_RCU_NOCB_CPU)
1088 bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu);
1089 #else
1090 static inline bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu) { return false; }
1091 #endif
1092
1093
1094 /* Only for use by adaptive-ticks code. */
1095 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
1096 bool rcu_sys_is_idle(void);
1097 void rcu_sysidle_force_exit(void);
1098 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
1099
1100 static inline bool rcu_sys_is_idle(void)
1101 {
1102         return false;
1103 }
1104
1105 static inline void rcu_sysidle_force_exit(void)
1106 {
1107 }
1108
1109 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
1110
1111
1112 /*
1113  * Dump the ftrace buffer, but only one time per callsite per boot.
1114  */
1115 #define rcu_ftrace_dump(oops_dump_mode) \
1116 do { \
1117         static atomic_t ___rfd_beenhere = ATOMIC_INIT(0); \
1118         \
1119         if (!atomic_read(&___rfd_beenhere) && \
1120             !atomic_xchg(&___rfd_beenhere, 1)) \
1121                 ftrace_dump(oops_dump_mode); \
1122 } while (0)
1123
1124 /*
1125  * Place this after a lock-acquisition primitive to guarantee that
1126  * an UNLOCK+LOCK pair acts as a full barrier.  This guarantee applies
1127  * if the UNLOCK and LOCK are executed by the same CPU or if the
1128  * UNLOCK and LOCK operate on the same lock variable.
1129  */
1130 #ifdef CONFIG_PPC
1131 #define smp_mb__after_unlock_lock()     smp_mb()  /* Full ordering for lock. */
1132 #else /* #ifdef CONFIG_PPC */
1133 #define smp_mb__after_unlock_lock()     do { } while (0)
1134 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PPC */
1135
1136
1137 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */