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