Merge tag 'xfs-4.17-merge-4' of git://git.kernel.org/pub/scm/fs/xfs/xfs-linux
[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/compiler.h>
38 #include <linux/atomic.h>
39 #include <linux/irqflags.h>
40 #include <linux/preempt.h>
41 #include <linux/bottom_half.h>
42 #include <linux/lockdep.h>
43 #include <asm/processor.h>
44 #include <linux/cpumask.h>
45
46 #define ULONG_CMP_GE(a, b)      (ULONG_MAX / 2 >= (a) - (b))
47 #define ULONG_CMP_LT(a, b)      (ULONG_MAX / 2 < (a) - (b))
48 #define ulong2long(a)           (*(long *)(&(a)))
49
50 /* Exported common interfaces */
51
52 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
53 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
54 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
55 #define call_rcu        call_rcu_sched
56 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
57
58 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
59 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
60 void synchronize_sched(void);
61 void rcu_barrier_tasks(void);
62
63 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
64
65 void __rcu_read_lock(void);
66 void __rcu_read_unlock(void);
67 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t);
68 void synchronize_rcu(void);
69
70 /*
71  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
72  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
73  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
74  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
75  */
76 #define rcu_preempt_depth() (current->rcu_read_lock_nesting)
77
78 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
79
80 static inline void __rcu_read_lock(void)
81 {
82         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
83                 preempt_disable();
84 }
85
86 static inline void __rcu_read_unlock(void)
87 {
88         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
89                 preempt_enable();
90 }
91
92 static inline void synchronize_rcu(void)
93 {
94         synchronize_sched();
95 }
96
97 static inline int rcu_preempt_depth(void)
98 {
99         return 0;
100 }
101
102 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
103
104 /* Internal to kernel */
105 void rcu_init(void);
106 extern int rcu_scheduler_active __read_mostly;
107 void rcu_sched_qs(void);
108 void rcu_bh_qs(void);
109 void rcu_check_callbacks(int user);
110 void rcu_report_dead(unsigned int cpu);
111 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu);
112 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu);
113
114 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
115 void rcu_sysrq_start(void);
116 void rcu_sysrq_end(void);
117 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
118 static inline void rcu_sysrq_start(void) { }
119 static inline void rcu_sysrq_end(void) { }
120 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
121
122 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
123 void rcu_user_enter(void);
124 void rcu_user_exit(void);
125 #else
126 static inline void rcu_user_enter(void) { }
127 static inline void rcu_user_exit(void) { }
128 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
129
130 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
131 void rcu_init_nohz(void);
132 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
133 static inline void rcu_init_nohz(void) { }
134 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
135
136 /**
137  * RCU_NONIDLE - Indicate idle-loop code that needs RCU readers
138  * @a: Code that RCU needs to pay attention to.
139  *
140  * RCU, RCU-bh, and RCU-sched read-side critical sections are forbidden
141  * in the inner idle loop, that is, between the rcu_idle_enter() and
142  * the rcu_idle_exit() -- RCU will happily ignore any such read-side
143  * critical sections.  However, things like powertop need tracepoints
144  * in the inner idle loop.
145  *
146  * This macro provides the way out:  RCU_NONIDLE(do_something_with_RCU())
147  * will tell RCU that it needs to pay attention, invoke its argument
148  * (in this example, calling the do_something_with_RCU() function),
149  * and then tell RCU to go back to ignoring this CPU.  It is permissible
150  * to nest RCU_NONIDLE() wrappers, but not indefinitely (but the limit is
151  * on the order of a million or so, even on 32-bit systems).  It is
152  * not legal to block within RCU_NONIDLE(), nor is it permissible to
153  * transfer control either into or out of RCU_NONIDLE()'s statement.
154  */
155 #define RCU_NONIDLE(a) \
156         do { \
157                 rcu_irq_enter_irqson(); \
158                 do { a; } while (0); \
159                 rcu_irq_exit_irqson(); \
160         } while (0)
161
162 /*
163  * Note a voluntary context switch for RCU-tasks benefit.  This is a
164  * macro rather than an inline function to avoid #include hell.
165  */
166 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
167 #define rcu_note_voluntary_context_switch_lite(t) \
168         do { \
169                 if (READ_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout)) \
170                         WRITE_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout, false); \
171         } while (0)
172 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) \
173         do { \
174                 rcu_all_qs(); \
175                 rcu_note_voluntary_context_switch_lite(t); \
176         } while (0)
177 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
178 void synchronize_rcu_tasks(void);
179 void exit_tasks_rcu_start(void);
180 void exit_tasks_rcu_finish(void);
181 #else /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
182 #define rcu_note_voluntary_context_switch_lite(t)       do { } while (0)
183 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t)            rcu_all_qs()
184 #define call_rcu_tasks call_rcu_sched
185 #define synchronize_rcu_tasks synchronize_sched
186 static inline void exit_tasks_rcu_start(void) { }
187 static inline void exit_tasks_rcu_finish(void) { }
188 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
189
190 /**
191  * cond_resched_rcu_qs - Report potential quiescent states to RCU
192  *
193  * This macro resembles cond_resched(), except that it is defined to
194  * report potential quiescent states to RCU-tasks even if the cond_resched()
195  * machinery were to be shut off, as some advocate for PREEMPT kernels.
196  */
197 #define cond_resched_rcu_qs() \
198 do { \
199         if (!cond_resched()) \
200                 rcu_note_voluntary_context_switch_lite(current); \
201 } while (0)
202
203 /*
204  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
205  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
206  */
207
208 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
209 #include <linux/rcutree.h>
210 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU)
211 #include <linux/rcutiny.h>
212 #else
213 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
214 #endif
215
216 /*
217  * The init_rcu_head_on_stack() and destroy_rcu_head_on_stack() calls
218  * are needed for dynamic initialization and destruction of rcu_head
219  * on the stack, and init_rcu_head()/destroy_rcu_head() are needed for
220  * dynamic initialization and destruction of statically allocated rcu_head
221  * structures.  However, rcu_head structures allocated dynamically in the
222  * heap don't need any initialization.
223  */
224 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
225 void init_rcu_head(struct rcu_head *head);
226 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head);
227 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
228 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
229 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
230 static inline void init_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
231 static inline void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
232 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
233 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
234 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
235
236 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
237 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
238 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
239 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void) { return true; }
240 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
241
242 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
243
244 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
245 {
246         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 0, NULL, _THIS_IP_);
247 }
248
249 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
250 {
251         lock_release(map, 1, _THIS_IP_);
252 }
253
254 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
255 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
256 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
257 extern struct lockdep_map rcu_callback_map;
258 int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
259 int rcu_read_lock_held(void);
260 int rcu_read_lock_bh_held(void);
261 int rcu_read_lock_sched_held(void);
262
263 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
264
265 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
266 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
267
268 static inline int rcu_read_lock_held(void)
269 {
270         return 1;
271 }
272
273 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
274 {
275         return 1;
276 }
277
278 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
279 {
280         return !preemptible();
281 }
282 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
283
284 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
285
286 /**
287  * RCU_LOCKDEP_WARN - emit lockdep splat if specified condition is met
288  * @c: condition to check
289  * @s: informative message
290  */
291 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s)                                          \
292         do {                                                            \
293                 static bool __section(.data.unlikely) __warned;         \
294                 if (debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned && (c)) {  \
295                         __warned = true;                                \
296                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
297                 }                                                       \
298         } while (0)
299
300 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
301 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
302 {
303         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
304                          "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
305 }
306 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
307 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void) { }
308 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
309
310 #define rcu_sleep_check()                                               \
311         do {                                                            \
312                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
313                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),        \
314                                  "Illegal context switch in RCU-bh read-side critical section"); \
315                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),     \
316                                  "Illegal context switch in RCU-sched read-side critical section"); \
317         } while (0)
318
319 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
320
321 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s) do { } while (0)
322 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
323
324 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
325
326 /*
327  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
328  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
329  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
330  * multiple flavors of pointers to match the multiple flavors of RCU
331  * (e.g., __rcu_bh, * __rcu_sched, and __srcu), should this make sense in
332  * the future.
333  */
334
335 #ifdef __CHECKER__
336 #define rcu_dereference_sparse(p, space) \
337         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
338 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
339 #define rcu_dereference_sparse(p, space)
340 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
341
342 #define __rcu_access_pointer(p, space) \
343 ({ \
344         typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
345         rcu_dereference_sparse(p, space); \
346         ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
347 })
348 #define __rcu_dereference_check(p, c, space) \
349 ({ \
350         /* Dependency order vs. p above. */ \
351         typeof(*p) *________p1 = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
352         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_check() usage"); \
353         rcu_dereference_sparse(p, space); \
354         ((typeof(*p) __force __kernel *)(________p1)); \
355 })
356 #define __rcu_dereference_protected(p, c, space) \
357 ({ \
358         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_protected() usage"); \
359         rcu_dereference_sparse(p, space); \
360         ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
361 })
362 #define rcu_dereference_raw(p) \
363 ({ \
364         /* Dependency order vs. p above. */ \
365         typeof(p) ________p1 = READ_ONCE(p); \
366         ((typeof(*p) __force __kernel *)(________p1)); \
367 })
368
369 /**
370  * RCU_INITIALIZER() - statically initialize an RCU-protected global variable
371  * @v: The value to statically initialize with.
372  */
373 #define RCU_INITIALIZER(v) (typeof(*(v)) __force __rcu *)(v)
374
375 /**
376  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
377  * @p: pointer to assign to
378  * @v: value to assign (publish)
379  *
380  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
381  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
382  * any prior initialization.
383  *
384  * Inserts memory barriers on architectures that require them
385  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
386  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
387  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
388  * will be dereferenced by RCU read-side code.
389  *
390  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
391  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
392  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
393  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
394  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
395  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
396  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
397  *
398  * Note that rcu_assign_pointer() evaluates each of its arguments only
399  * once, appearances notwithstanding.  One of the "extra" evaluations
400  * is in typeof() and the other visible only to sparse (__CHECKER__),
401  * neither of which actually execute the argument.  As with most cpp
402  * macros, this execute-arguments-only-once property is important, so
403  * please be careful when making changes to rcu_assign_pointer() and the
404  * other macros that it invokes.
405  */
406 #define rcu_assign_pointer(p, v)                                              \
407 ({                                                                            \
408         uintptr_t _r_a_p__v = (uintptr_t)(v);                                 \
409                                                                               \
410         if (__builtin_constant_p(v) && (_r_a_p__v) == (uintptr_t)NULL)        \
411                 WRITE_ONCE((p), (typeof(p))(_r_a_p__v));                      \
412         else                                                                  \
413                 smp_store_release(&p, RCU_INITIALIZER((typeof(p))_r_a_p__v)); \
414         _r_a_p__v;                                                            \
415 })
416
417 /**
418  * rcu_swap_protected() - swap an RCU and a regular pointer
419  * @rcu_ptr: RCU pointer
420  * @ptr: regular pointer
421  * @c: the conditions under which the dereference will take place
422  *
423  * Perform swap(@rcu_ptr, @ptr) where @rcu_ptr is an RCU-annotated pointer and
424  * @c is the argument that is passed to the rcu_dereference_protected() call
425  * used to read that pointer.
426  */
427 #define rcu_swap_protected(rcu_ptr, ptr, c) do {                        \
428         typeof(ptr) __tmp = rcu_dereference_protected((rcu_ptr), (c));  \
429         rcu_assign_pointer((rcu_ptr), (ptr));                           \
430         (ptr) = __tmp;                                                  \
431 } while (0)
432
433 /**
434  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
435  * @p: The pointer to read
436  *
437  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
438  * lockdep checks for being in an RCU read-side critical section.  This is
439  * useful when the value of this pointer is accessed, but the pointer is
440  * not dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer
441  * against NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases
442  * where update-side locks prevent the value of the pointer from changing,
443  * you should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
444  *
445  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
446  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as
447  * is the case in the context of the RCU callback that is freeing up
448  * the data, or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful
449  * when tearing down multi-linked structures after a grace period
450  * has elapsed.
451  */
452 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __rcu)
453
454 /**
455  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
456  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
457  * @c: The conditions under which the dereference will take place
458  *
459  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
460  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
461  * indicate the various locking conditions that should be held at that
462  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
463  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
464  * (rcu_read_lock()) is included.
465  *
466  * For example:
467  *
468  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
469  *
470  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
471  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
472  * the bar struct at foo->bar is held.
473  *
474  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
475  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
476  * target struct:
477  *
478  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
479  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
480  *
481  * Inserts memory barriers on architectures that require them
482  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
483  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
484  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
485  * annotated as __rcu.
486  */
487 #define rcu_dereference_check(p, c) \
488         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_held(), __rcu)
489
490 /**
491  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
492  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
493  * @c: The conditions under which the dereference will take place
494  *
495  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().
496  */
497 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
498         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_bh_held(), __rcu)
499
500 /**
501  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
502  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
503  * @c: The conditions under which the dereference will take place
504  *
505  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
506  */
507 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
508         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_sched_held(), \
509                                 __rcu)
510
511 /*
512  * The tracing infrastructure traces RCU (we want that), but unfortunately
513  * some of the RCU checks causes tracing to lock up the system.
514  *
515  * The no-tracing version of rcu_dereference_raw() must not call
516  * rcu_read_lock_held().
517  */
518 #define rcu_dereference_raw_notrace(p) __rcu_dereference_check((p), 1, __rcu)
519
520 /**
521  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
522  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
523  * @c: The conditions under which the dereference will take place
524  *
525  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
526  * the READ_ONCE().  This is useful in cases where update-side locks
527  * prevent the value of the pointer from changing.  Please note that this
528  * primitive does *not* prevent the compiler from repeating this reference
529  * or combining it with other references, so it should not be used without
530  * protection of appropriate locks.
531  *
532  * This function is only for update-side use.  Using this function
533  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
534  * but very ugly failures.
535  */
536 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
537         __rcu_dereference_protected((p), (c), __rcu)
538
539
540 /**
541  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
542  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
543  *
544  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
545  */
546 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
547
548 /**
549  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
550  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
551  *
552  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
553  */
554 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
555
556 /**
557  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
558  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
559  *
560  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
561  */
562 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
563
564 /**
565  * rcu_pointer_handoff() - Hand off a pointer from RCU to other mechanism
566  * @p: The pointer to hand off
567  *
568  * This is simply an identity function, but it documents where a pointer
569  * is handed off from RCU to some other synchronization mechanism, for
570  * example, reference counting or locking.  In C11, it would map to
571  * kill_dependency().  It could be used as follows:
572  * ``
573  *      rcu_read_lock();
574  *      p = rcu_dereference(gp);
575  *      long_lived = is_long_lived(p);
576  *      if (long_lived) {
577  *              if (!atomic_inc_not_zero(p->refcnt))
578  *                      long_lived = false;
579  *              else
580  *                      p = rcu_pointer_handoff(p);
581  *      }
582  *      rcu_read_unlock();
583  *``
584  */
585 #define rcu_pointer_handoff(p) (p)
586
587 /**
588  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
589  *
590  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
591  * are within RCU read-side critical sections, then the
592  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
593  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
594  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
595  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
596  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
597  *
598  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
599  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
600  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
601  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
602  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
603  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
604  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
605  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
606  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
607  * callback would free up) has completed before the corresponding
608  * RCU callback is invoked.
609  *
610  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
611  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
612  * completes.
613  *
614  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
615  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
616  * read-side critical section that would block in a !PREEMPT kernel.
617  * But if you want the full story, read on!
618  *
619  * In non-preemptible RCU implementations (TREE_RCU and TINY_RCU),
620  * it is illegal to block while in an RCU read-side critical section.
621  * In preemptible RCU implementations (PREEMPT_RCU) in CONFIG_PREEMPT
622  * kernel builds, RCU read-side critical sections may be preempted,
623  * but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible RCU
624  * implementations in real-time (with -rt patchset) kernel builds, RCU
625  * read-side critical sections may be preempted and they may also block, but
626  * only when acquiring spinlocks that are subject to priority inheritance.
627  */
628 static inline void rcu_read_lock(void)
629 {
630         __rcu_read_lock();
631         __acquire(RCU);
632         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
633         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
634                          "rcu_read_lock() used illegally while idle");
635 }
636
637 /*
638  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
639  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
640  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
641  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
642  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
643  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
644  * others' way, as long as they do so.
645  */
646
647 /**
648  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
649  *
650  * In most situations, rcu_read_unlock() is immune from deadlock.
651  * However, in kernels built with CONFIG_RCU_BOOST, rcu_read_unlock()
652  * is responsible for deboosting, which it does via rt_mutex_unlock().
653  * Unfortunately, this function acquires the scheduler's runqueue and
654  * priority-inheritance spinlocks.  This means that deadlock could result
655  * if the caller of rcu_read_unlock() already holds one of these locks or
656  * any lock that is ever acquired while holding them; or any lock which
657  * can be taken from interrupt context because rcu_boost()->rt_mutex_lock()
658  * does not disable irqs while taking ->wait_lock.
659  *
660  * That said, RCU readers are never priority boosted unless they were
661  * preempted.  Therefore, one way to avoid deadlock is to make sure
662  * that preemption never happens within any RCU read-side critical
663  * section whose outermost rcu_read_unlock() is called with one of
664  * rt_mutex_unlock()'s locks held.  Such preemption can be avoided in
665  * a number of ways, for example, by invoking preempt_disable() before
666  * critical section's outermost rcu_read_lock().
667  *
668  * Given that the set of locks acquired by rt_mutex_unlock() might change
669  * at any time, a somewhat more future-proofed approach is to make sure
670  * that that preemption never happens within any RCU read-side critical
671  * section whose outermost rcu_read_unlock() is called with irqs disabled.
672  * This approach relies on the fact that rt_mutex_unlock() currently only
673  * acquires irq-disabled locks.
674  *
675  * The second of these two approaches is best in most situations,
676  * however, the first approach can also be useful, at least to those
677  * developers willing to keep abreast of the set of locks acquired by
678  * rt_mutex_unlock().
679  *
680  * See rcu_read_lock() for more information.
681  */
682 static inline void rcu_read_unlock(void)
683 {
684         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
685                          "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
686         __release(RCU);
687         __rcu_read_unlock();
688         rcu_lock_release(&rcu_lock_map); /* Keep acq info for rls diags. */
689 }
690
691 /**
692  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
693  *
694  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
695  * are being done using call_rcu_bh() or synchronize_rcu_bh(). Since
696  * both call_rcu_bh() and synchronize_rcu_bh() consider completion of a
697  * softirq handler to be a quiescent state, a process in RCU read-side
698  * critical section must be protected by disabling softirqs. Read-side
699  * critical sections in interrupt context can use just rcu_read_lock(),
700  * though this should at least be commented to avoid confusing people
701  * reading the code.
702  *
703  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
704  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
705  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
706  * was invoked from some other task.
707  */
708 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
709 {
710         local_bh_disable();
711         __acquire(RCU_BH);
712         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
713         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
714                          "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
715 }
716
717 /*
718  * rcu_read_unlock_bh - marks the end of a softirq-only RCU critical section
719  *
720  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
721  */
722 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
723 {
724         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
725                          "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
726         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
727         __release(RCU_BH);
728         local_bh_enable();
729 }
730
731 /**
732  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
733  *
734  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
735  * are being done using call_rcu_sched() or synchronize_rcu_sched().
736  * Read-side critical sections can also be introduced by anything that
737  * disables preemption, including local_irq_disable() and friends.
738  *
739  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
740  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
741  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
742  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
743  */
744 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
745 {
746         preempt_disable();
747         __acquire(RCU_SCHED);
748         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
749         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
750                          "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
751 }
752
753 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
754 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
755 {
756         preempt_disable_notrace();
757         __acquire(RCU_SCHED);
758 }
759
760 /*
761  * rcu_read_unlock_sched - marks the end of a RCU-classic critical section
762  *
763  * See rcu_read_lock_sched for more information.
764  */
765 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
766 {
767         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
768                          "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
769         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
770         __release(RCU_SCHED);
771         preempt_enable();
772 }
773
774 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
775 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
776 {
777         __release(RCU_SCHED);
778         preempt_enable_notrace();
779 }
780
781 /**
782  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
783  * @p: The pointer to be initialized.
784  * @v: The value to initialized the pointer to.
785  *
786  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
787  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
788  * special cases are:
789  *
790  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer *or*
791  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
792  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer *or*
793  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
794  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() *and*
795  *
796  *      a.      You have not made *any* reader-visible changes to
797  *              this structure since then *or*
798  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
799  *              new location to see the old state of the structure.  (For
800  *              example, the changes were to statistical counters or to
801  *              other state where exact synchronization is not required.)
802  *
803  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
804  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
805  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
806  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
807  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
808  *
809  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
810  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
811  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
812  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
813  * external-to-structure pointer *after* you have completely initialized
814  * the reader-accessible portions of the linked structure.
815  *
816  * Note that unlike rcu_assign_pointer(), RCU_INIT_POINTER() provides no
817  * ordering guarantees for either the CPU or the compiler.
818  */
819 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
820         do { \
821                 rcu_dereference_sparse(p, __rcu); \
822                 WRITE_ONCE(p, RCU_INITIALIZER(v)); \
823         } while (0)
824
825 /**
826  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
827  * @p: The pointer to be initialized.
828  * @v: The value to initialized the pointer to.
829  *
830  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
831  */
832 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
833                 .p = RCU_INITIALIZER(v)
834
835 /*
836  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
837  * structure can be handled by kfree_rcu()?
838  */
839 #define __is_kfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
840
841 /*
842  * Helper macro for kfree_rcu() to prevent argument-expansion eyestrain.
843  */
844 #define __kfree_rcu(head, offset) \
845         do { \
846                 BUILD_BUG_ON(!__is_kfree_rcu_offset(offset)); \
847                 kfree_call_rcu(head, (rcu_callback_t)(unsigned long)(offset)); \
848         } while (0)
849
850 /**
851  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
852  * @ptr:        pointer to kfree
853  * @rcu_head:   the name of the struct rcu_head within the type of @ptr.
854  *
855  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
856  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
857  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
858  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
859  *
860  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
861  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
862  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
863  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
864  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
865  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
866  * be generated in __kfree_rcu().  If this error is triggered, you can
867  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
868  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
869  *
870  * Note that the allowable offset might decrease in the future, for example,
871  * to allow something like kmem_cache_free_rcu().
872  *
873  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
874  * checks are done in macros here.
875  */
876 #define kfree_rcu(ptr, rcu_head)                                        \
877         __kfree_rcu(&((ptr)->rcu_head), offsetof(typeof(*(ptr)), rcu_head))
878
879
880 /*
881  * Place this after a lock-acquisition primitive to guarantee that
882  * an UNLOCK+LOCK pair acts as a full barrier.  This guarantee applies
883  * if the UNLOCK and LOCK are executed by the same CPU or if the
884  * UNLOCK and LOCK operate on the same lock variable.
885  */
886 #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE
887 #define smp_mb__after_unlock_lock()     smp_mb()  /* Full ordering for lock. */
888 #else /* #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
889 #define smp_mb__after_unlock_lock()     do { } while (0)
890 #endif /* #else #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
891
892
893 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */