rcu: Remove rcu_switch()
[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, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
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
48 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST
49 extern int rcutorture_runnable; /* for sysctl */
50 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST */
51
52 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU)
53 extern void rcutorture_record_test_transition(void);
54 extern void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum);
55 extern void do_trace_rcu_torture_read(char *rcutorturename,
56                                       struct rcu_head *rhp);
57 #else
58 static inline void rcutorture_record_test_transition(void)
59 {
60 }
61 static inline void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
62 {
63 }
64 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
65 extern void do_trace_rcu_torture_read(char *rcutorturename,
66                                       struct rcu_head *rhp);
67 #else
68 #define do_trace_rcu_torture_read(rcutorturename, rhp) do { } while (0)
69 #endif
70 #endif
71
72 #define UINT_CMP_GE(a, b)       (UINT_MAX / 2 >= (a) - (b))
73 #define UINT_CMP_LT(a, b)       (UINT_MAX / 2 < (a) - (b))
74 #define ULONG_CMP_GE(a, b)      (ULONG_MAX / 2 >= (a) - (b))
75 #define ULONG_CMP_LT(a, b)      (ULONG_MAX / 2 < (a) - (b))
76
77 /* Exported common interfaces */
78
79 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
80
81 /**
82  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
83  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
84  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
85  *
86  * The callback function will be invoked some time after a full grace
87  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
88  * critical sections have completed.  However, the callback function
89  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
90  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
91  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
92  * and may be nested.
93  */
94 extern void call_rcu(struct rcu_head *head,
95                               void (*func)(struct rcu_head *head));
96
97 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
98
99 /* In classic RCU, call_rcu() is just call_rcu_sched(). */
100 #define call_rcu        call_rcu_sched
101
102 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
103
104 /**
105  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
106  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
107  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
108  *
109  * The callback function will be invoked some time after a full grace
110  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
111  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
112  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
113  * handler. This means that read-side critical sections in process
114  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
115  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
116  * RCU read-side critical sections are delimited by :
117  *  - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context.
118  *  OR
119  *  - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
120  *  These may be nested.
121  */
122 extern void call_rcu_bh(struct rcu_head *head,
123                         void (*func)(struct rcu_head *head));
124
125 /**
126  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
127  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
128  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
129  *
130  * The callback function will be invoked some time after a full grace
131  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
132  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
133  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
134  * or on voluntary preemption.
135  * RCU read-side critical sections are delimited by :
136  *  - rcu_read_lock_sched() and  rcu_read_unlock_sched(),
137  *  OR
138  *  anything that disables preemption.
139  *  These may be nested.
140  */
141 extern void call_rcu_sched(struct rcu_head *head,
142                            void (*func)(struct rcu_head *rcu));
143
144 extern void synchronize_sched(void);
145
146 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
147
148 extern void __rcu_read_lock(void);
149 extern void __rcu_read_unlock(void);
150 extern void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t);
151 void synchronize_rcu(void);
152
153 /*
154  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
155  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
156  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
157  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
158  */
159 #define rcu_preempt_depth() (current->rcu_read_lock_nesting)
160
161 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
162
163 static inline void __rcu_read_lock(void)
164 {
165         preempt_disable();
166 }
167
168 static inline void __rcu_read_unlock(void)
169 {
170         preempt_enable();
171 }
172
173 static inline void synchronize_rcu(void)
174 {
175         synchronize_sched();
176 }
177
178 static inline int rcu_preempt_depth(void)
179 {
180         return 0;
181 }
182
183 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
184
185 /* Internal to kernel */
186 extern void rcu_sched_qs(int cpu);
187 extern void rcu_bh_qs(int cpu);
188 extern void rcu_check_callbacks(int cpu, int user);
189 struct notifier_block;
190 extern void rcu_idle_enter(void);
191 extern void rcu_idle_exit(void);
192 extern void rcu_irq_enter(void);
193 extern void rcu_irq_exit(void);
194
195 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
196 extern void rcu_user_enter(void);
197 extern void rcu_user_exit(void);
198 extern void rcu_user_enter_after_irq(void);
199 extern void rcu_user_exit_after_irq(void);
200 extern void rcu_user_hooks_switch(struct task_struct *prev,
201                                   struct task_struct *next);
202 #else
203 static inline void rcu_user_enter(void) { }
204 static inline void rcu_user_exit(void) { }
205 static inline void rcu_user_enter_after_irq(void) { }
206 static inline void rcu_user_exit_after_irq(void) { }
207 static inline void rcu_user_hooks_switch(struct task_struct *prev,
208                                          struct task_struct *next) { }
209 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
210
211 extern void exit_rcu(void);
212
213 /**
214  * RCU_NONIDLE - Indicate idle-loop code that needs RCU readers
215  * @a: Code that RCU needs to pay attention to.
216  *
217  * RCU, RCU-bh, and RCU-sched read-side critical sections are forbidden
218  * in the inner idle loop, that is, between the rcu_idle_enter() and
219  * the rcu_idle_exit() -- RCU will happily ignore any such read-side
220  * critical sections.  However, things like powertop need tracepoints
221  * in the inner idle loop.
222  *
223  * This macro provides the way out:  RCU_NONIDLE(do_something_with_RCU())
224  * will tell RCU that it needs to pay attending, invoke its argument
225  * (in this example, a call to the do_something_with_RCU() function),
226  * and then tell RCU to go back to ignoring this CPU.  It is permissible
227  * to nest RCU_NONIDLE() wrappers, but the nesting level is currently
228  * quite limited.  If deeper nesting is required, it will be necessary
229  * to adjust DYNTICK_TASK_NESTING_VALUE accordingly.
230  */
231 #define RCU_NONIDLE(a) \
232         do { \
233                 rcu_irq_enter(); \
234                 do { a; } while (0); \
235                 rcu_irq_exit(); \
236         } while (0)
237
238 /*
239  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
240  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
241  */
242
243 typedef void call_rcu_func_t(struct rcu_head *head,
244                              void (*func)(struct rcu_head *head));
245 void wait_rcu_gp(call_rcu_func_t crf);
246
247 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU)
248 #include <linux/rcutree.h>
249 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU) || defined(CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU)
250 #include <linux/rcutiny.h>
251 #else
252 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
253 #endif
254
255 /*
256  * init_rcu_head_on_stack()/destroy_rcu_head_on_stack() are needed for dynamic
257  * initialization and destruction of rcu_head on the stack. rcu_head structures
258  * allocated dynamically in the heap or defined statically don't need any
259  * initialization.
260  */
261 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
262 extern void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
263 extern void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
264 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
265 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
266 {
267 }
268
269 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
270 {
271 }
272 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
273
274 #if defined(CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC) || defined(CONFIG_SMP)
275 extern int rcu_is_cpu_idle(void);
276 #endif /* #if defined(CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC) || defined(CONFIG_SMP) */
277
278 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
279 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
280 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
281 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
282 {
283         return 1;
284 }
285 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
286
287 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
288
289 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
290 {
291         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 1, NULL, _THIS_IP_);
292 }
293
294 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
295 {
296         lock_release(map, 1, _THIS_IP_);
297 }
298
299 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
300 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
301 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
302 extern int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
303
304 /**
305  * rcu_read_lock_held() - might we be in RCU read-side critical section?
306  *
307  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an RCU
308  * read-side critical section.  In absence of CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC,
309  * this assumes we are in an RCU read-side critical section unless it can
310  * prove otherwise.  This is useful for debug checks in functions that
311  * require that they be called within an RCU read-side critical section.
312  *
313  * Checks debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
314  * and while lockdep is disabled.
315  *
316  * Note that rcu_read_lock() and the matching rcu_read_unlock() must
317  * occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
318  * rcu_read_unlock() in process context if the matching rcu_read_lock()
319  * was invoked from within an irq handler.
320  *
321  * Note that rcu_read_lock() is disallowed if the CPU is either idle or
322  * offline from an RCU perspective, so check for those as well.
323  */
324 static inline int rcu_read_lock_held(void)
325 {
326         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
327                 return 1;
328         if (rcu_is_cpu_idle())
329                 return 0;
330         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
331                 return 0;
332         return lock_is_held(&rcu_lock_map);
333 }
334
335 /*
336  * rcu_read_lock_bh_held() is defined out of line to avoid #include-file
337  * hell.
338  */
339 extern int rcu_read_lock_bh_held(void);
340
341 /**
342  * rcu_read_lock_sched_held() - might we be in RCU-sched read-side critical section?
343  *
344  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an
345  * RCU-sched read-side critical section.  In absence of
346  * CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC, this assumes we are in an RCU-sched read-side
347  * critical section unless it can prove otherwise.  Note that disabling
348  * of preemption (including disabling irqs) counts as an RCU-sched
349  * read-side critical section.  This is useful for debug checks in functions
350  * that required that they be called within an RCU-sched read-side
351  * critical section.
352  *
353  * Check debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
354  * and while lockdep is disabled.
355  *
356  * Note that if the CPU is in the idle loop from an RCU point of
357  * view (ie: that we are in the section between rcu_idle_enter() and
358  * rcu_idle_exit()) then rcu_read_lock_held() returns false even if the CPU
359  * did an rcu_read_lock().  The reason for this is that RCU ignores CPUs
360  * that are in such a section, considering these as in extended quiescent
361  * state, so such a CPU is effectively never in an RCU read-side critical
362  * section regardless of what RCU primitives it invokes.  This state of
363  * affairs is required --- we need to keep an RCU-free window in idle
364  * where the CPU may possibly enter into low power mode. This way we can
365  * notice an extended quiescent state to other CPUs that started a grace
366  * period. Otherwise we would delay any grace period as long as we run in
367  * the idle task.
368  *
369  * Similarly, we avoid claiming an SRCU read lock held if the current
370  * CPU is offline.
371  */
372 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
373 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
374 {
375         int lockdep_opinion = 0;
376
377         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
378                 return 1;
379         if (rcu_is_cpu_idle())
380                 return 0;
381         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
382                 return 0;
383         if (debug_locks)
384                 lockdep_opinion = lock_is_held(&rcu_sched_lock_map);
385         return lockdep_opinion || preempt_count() != 0 || irqs_disabled();
386 }
387 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
388 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
389 {
390         return 1;
391 }
392 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
393
394 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
395
396 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
397 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
398
399 static inline int rcu_read_lock_held(void)
400 {
401         return 1;
402 }
403
404 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
405 {
406         return 1;
407 }
408
409 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
410 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
411 {
412         return preempt_count() != 0 || irqs_disabled();
413 }
414 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
415 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
416 {
417         return 1;
418 }
419 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
420
421 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
422
423 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
424
425 extern int rcu_my_thread_group_empty(void);
426
427 /**
428  * rcu_lockdep_assert - emit lockdep splat if specified condition not met
429  * @c: condition to check
430  * @s: informative message
431  */
432 #define rcu_lockdep_assert(c, s)                                        \
433         do {                                                            \
434                 static bool __section(.data.unlikely) __warned;         \
435                 if (debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned && !(c)) { \
436                         __warned = true;                                \
437                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
438                 }                                                       \
439         } while (0)
440
441 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
442 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
443 {
444         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
445                            "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
446 }
447 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
448 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
449 {
450 }
451 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
452
453 #define rcu_sleep_check()                                               \
454         do {                                                            \
455                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
456                 rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),     \
457                                    "Illegal context switch in RCU-bh"   \
458                                    " read-side critical section");      \
459                 rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),  \
460                                    "Illegal context switch in RCU-sched"\
461                                    " read-side critical section");      \
462         } while (0)
463
464 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
465
466 #define rcu_lockdep_assert(c, s) do { } while (0)
467 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
468
469 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
470
471 /*
472  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
473  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
474  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
475  * multiple flavors of pointers to match the multiple flavors of RCU
476  * (e.g., __rcu_bh, * __rcu_sched, and __srcu), should this make sense in
477  * the future.
478  */
479
480 #ifdef __CHECKER__
481 #define rcu_dereference_sparse(p, space) \
482         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
483 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
484 #define rcu_dereference_sparse(p, space)
485 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
486
487 #define __rcu_access_pointer(p, space) \
488         ({ \
489                 typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p)*__force )ACCESS_ONCE(p); \
490                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
491                 ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
492         })
493 #define __rcu_dereference_check(p, c, space) \
494         ({ \
495                 typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p)*__force )ACCESS_ONCE(p); \
496                 rcu_lockdep_assert(c, "suspicious rcu_dereference_check()" \
497                                       " usage"); \
498                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
499                 smp_read_barrier_depends(); \
500                 ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
501         })
502 #define __rcu_dereference_protected(p, c, space) \
503         ({ \
504                 rcu_lockdep_assert(c, "suspicious rcu_dereference_protected()" \
505                                       " usage"); \
506                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
507                 ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
508         })
509
510 #define __rcu_access_index(p, space) \
511         ({ \
512                 typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
513                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
514                 (_________p1); \
515         })
516 #define __rcu_dereference_index_check(p, c) \
517         ({ \
518                 typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
519                 rcu_lockdep_assert(c, \
520                                    "suspicious rcu_dereference_index_check()" \
521                                    " usage"); \
522                 smp_read_barrier_depends(); \
523                 (_________p1); \
524         })
525 #define __rcu_assign_pointer(p, v, space) \
526         do { \
527                 smp_wmb(); \
528                 (p) = (typeof(*v) __force space *)(v); \
529         } while (0)
530
531
532 /**
533  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
534  * @p: The pointer to read
535  *
536  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
537  * smp_read_barrier_depends() and keep the ACCESS_ONCE().  This is useful
538  * when the value of this pointer is accessed, but the pointer is not
539  * dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer against
540  * NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases where
541  * update-side locks prevent the value of the pointer from changing, you
542  * should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
543  *
544  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
545  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as
546  * is the case in the context of the RCU callback that is freeing up
547  * the data, or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful
548  * when tearing down multi-linked structures after a grace period
549  * has elapsed.
550  */
551 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __rcu)
552
553 /**
554  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
555  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
556  * @c: The conditions under which the dereference will take place
557  *
558  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
559  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
560  * indicate the various locking conditions that should be held at that
561  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
562  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
563  * (rcu_read_lock()) is included.
564  *
565  * For example:
566  *
567  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
568  *
569  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
570  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
571  * the bar struct at foo->bar is held.
572  *
573  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
574  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
575  * target struct:
576  *
577  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
578  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
579  *
580  * Inserts memory barriers on architectures that require them
581  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
582  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
583  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
584  * annotated as __rcu.
585  */
586 #define rcu_dereference_check(p, c) \
587         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_held() || (c), __rcu)
588
589 /**
590  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
591  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
592  * @c: The conditions under which the dereference will take place
593  *
594  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().
595  */
596 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
597         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_bh_held() || (c), __rcu)
598
599 /**
600  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
601  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
602  * @c: The conditions under which the dereference will take place
603  *
604  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
605  */
606 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
607         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_sched_held() || (c), \
608                                 __rcu)
609
610 #define rcu_dereference_raw(p) rcu_dereference_check(p, 1) /*@@@ needed? @@@*/
611
612 /**
613  * rcu_access_index() - fetch RCU index with no dereferencing
614  * @p: The index to read
615  *
616  * Return the value of the specified RCU-protected index, but omit the
617  * smp_read_barrier_depends() and keep the ACCESS_ONCE().  This is useful
618  * when the value of this index is accessed, but the index is not
619  * dereferenced, for example, when testing an RCU-protected index against
620  * -1.  Although rcu_access_index() may also be used in cases where
621  * update-side locks prevent the value of the index from changing, you
622  * should instead use rcu_dereference_index_protected() for this use case.
623  */
624 #define rcu_access_index(p) __rcu_access_index((p), __rcu)
625
626 /**
627  * rcu_dereference_index_check() - rcu_dereference for indices with debug checking
628  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
629  * @c: The conditions under which the dereference will take place
630  *
631  * Similar to rcu_dereference_check(), but omits the sparse checking.
632  * This allows rcu_dereference_index_check() to be used on integers,
633  * which can then be used as array indices.  Attempting to use
634  * rcu_dereference_check() on an integer will give compiler warnings
635  * because the sparse address-space mechanism relies on dereferencing
636  * the RCU-protected pointer.  Dereferencing integers is not something
637  * that even gcc will put up with.
638  *
639  * Note that this function does not implicitly check for RCU read-side
640  * critical sections.  If this function gains lots of uses, it might
641  * make sense to provide versions for each flavor of RCU, but it does
642  * not make sense as of early 2010.
643  */
644 #define rcu_dereference_index_check(p, c) \
645         __rcu_dereference_index_check((p), (c))
646
647 /**
648  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
649  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
650  * @c: The conditions under which the dereference will take place
651  *
652  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
653  * both the smp_read_barrier_depends() and the ACCESS_ONCE().  This
654  * is useful in cases where update-side locks prevent the value of the
655  * pointer from changing.  Please note that this primitive does -not-
656  * prevent the compiler from repeating this reference or combining it
657  * with other references, so it should not be used without protection
658  * of appropriate locks.
659  *
660  * This function is only for update-side use.  Using this function
661  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
662  * but very ugly failures.
663  */
664 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
665         __rcu_dereference_protected((p), (c), __rcu)
666
667
668 /**
669  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
670  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
671  *
672  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
673  */
674 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
675
676 /**
677  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
678  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
679  *
680  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
681  */
682 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
683
684 /**
685  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
686  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
687  *
688  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
689  */
690 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
691
692 /**
693  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
694  *
695  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
696  * are within RCU read-side critical sections, then the
697  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
698  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
699  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
700  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
701  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
702  *
703  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
704  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
705  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
706  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
707  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
708  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
709  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
710  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
711  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
712  * callback would free up) has completed before the corresponding
713  * RCU callback is invoked.
714  *
715  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
716  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
717  * completes.
718  *
719  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
720  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
721  * read-side critical section that would block in a !PREEMPT kernel.
722  * But if you want the full story, read on!
723  *
724  * In non-preemptible RCU implementations (TREE_RCU and TINY_RCU), it
725  * is illegal to block while in an RCU read-side critical section.  In
726  * preemptible RCU implementations (TREE_PREEMPT_RCU and TINY_PREEMPT_RCU)
727  * in CONFIG_PREEMPT kernel builds, RCU read-side critical sections may
728  * be preempted, but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible
729  * RCU implementations in real-time (CONFIG_PREEMPT_RT) kernel builds,
730  * RCU read-side critical sections may be preempted and they may also
731  * block, but only when acquiring spinlocks that are subject to priority
732  * inheritance.
733  */
734 static inline void rcu_read_lock(void)
735 {
736         __rcu_read_lock();
737         __acquire(RCU);
738         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
739         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
740                            "rcu_read_lock() used illegally while idle");
741 }
742
743 /*
744  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
745  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
746  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
747  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
748  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
749  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
750  * others' way, as long as they do so.
751  */
752
753 /**
754  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
755  *
756  * See rcu_read_lock() for more information.
757  */
758 static inline void rcu_read_unlock(void)
759 {
760         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
761                            "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
762         rcu_lock_release(&rcu_lock_map);
763         __release(RCU);
764         __rcu_read_unlock();
765 }
766
767 /**
768  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
769  *
770  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
771  * are being done using call_rcu_bh() or synchronize_rcu_bh(). Since
772  * both call_rcu_bh() and synchronize_rcu_bh() consider completion of a
773  * softirq handler to be a quiescent state, a process in RCU read-side
774  * critical section must be protected by disabling softirqs. Read-side
775  * critical sections in interrupt context can use just rcu_read_lock(),
776  * though this should at least be commented to avoid confusing people
777  * reading the code.
778  *
779  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
780  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
781  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
782  * was invoked from some other task.
783  */
784 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
785 {
786         local_bh_disable();
787         __acquire(RCU_BH);
788         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
789         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
790                            "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
791 }
792
793 /*
794  * rcu_read_unlock_bh - marks the end of a softirq-only RCU critical section
795  *
796  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
797  */
798 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
799 {
800         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
801                            "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
802         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
803         __release(RCU_BH);
804         local_bh_enable();
805 }
806
807 /**
808  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
809  *
810  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
811  * are being done using call_rcu_sched() or synchronize_rcu_sched().
812  * Read-side critical sections can also be introduced by anything that
813  * disables preemption, including local_irq_disable() and friends.
814  *
815  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
816  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
817  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
818  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
819  */
820 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
821 {
822         preempt_disable();
823         __acquire(RCU_SCHED);
824         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
825         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
826                            "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
827 }
828
829 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
830 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
831 {
832         preempt_disable_notrace();
833         __acquire(RCU_SCHED);
834 }
835
836 /*
837  * rcu_read_unlock_sched - marks the end of a RCU-classic critical section
838  *
839  * See rcu_read_lock_sched for more information.
840  */
841 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
842 {
843         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
844                            "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
845         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
846         __release(RCU_SCHED);
847         preempt_enable();
848 }
849
850 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
851 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
852 {
853         __release(RCU_SCHED);
854         preempt_enable_notrace();
855 }
856
857 /**
858  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
859  * @p: pointer to assign to
860  * @v: value to assign (publish)
861  *
862  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
863  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
864  * any prior initialization.
865  *
866  * Inserts memory barriers on architectures that require them
867  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
868  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
869  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
870  * will be dereferenced by RCU read-side code.
871  *
872  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
873  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
874  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
875  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
876  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
877  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
878  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
879  */
880 #define rcu_assign_pointer(p, v) \
881         __rcu_assign_pointer((p), (v), __rcu)
882
883 /**
884  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
885  *
886  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
887  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
888  * special cases are:
889  *
890  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer -or-
891  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
892  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer -or-
893  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
894  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() -and-
895  *      a.      You have not made -any- reader-visible changes to
896  *              this structure since then -or-
897  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
898  *              new location to see the old state of the structure.  (For
899  *              example, the changes were to statistical counters or to
900  *              other state where exact synchronization is not required.)
901  *
902  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
903  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
904  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
905  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
906  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
907  *
908  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
909  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
910  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
911  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
912  * external-to-structure pointer -after- you have completely initialized
913  * the reader-accessible portions of the linked structure.
914  */
915 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
916         do { \
917                 p = (typeof(*v) __force __rcu *)(v); \
918         } while (0)
919
920 /**
921  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
922  *
923  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
924  */
925 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
926                 .p = (typeof(*v) __force __rcu *)(v)
927
928 /*
929  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
930  * structure can be handled by kfree_rcu()?
931  */
932 #define __is_kfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
933
934 /*
935  * Helper macro for kfree_rcu() to prevent argument-expansion eyestrain.
936  */
937 #define __kfree_rcu(head, offset) \
938         do { \
939                 BUILD_BUG_ON(!__is_kfree_rcu_offset(offset)); \
940                 kfree_call_rcu(head, (void (*)(struct rcu_head *))(unsigned long)(offset)); \
941         } while (0)
942
943 /**
944  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
945  * @ptr:        pointer to kfree
946  * @rcu_head:   the name of the struct rcu_head within the type of @ptr.
947  *
948  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
949  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
950  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
951  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
952  *
953  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
954  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
955  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
956  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
957  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
958  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
959  * be generated in __kfree_rcu().  If this error is triggered, you can
960  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
961  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
962  *
963  * Note that the allowable offset might decrease in the future, for example,
964  * to allow something like kmem_cache_free_rcu().
965  *
966  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
967  * checks are done in macros here.
968  */
969 #define kfree_rcu(ptr, rcu_head)                                        \
970         __kfree_rcu(&((ptr)->rcu_head), offsetof(typeof(*(ptr)), rcu_head))
971
972 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */