include/linux/rculist.h

   1 #ifndef _LINUX_RCULIST_H
   2 #define _LINUX_RCULIST_H
   3
   4 #ifdef __KERNEL__
   5
   6 /*
   7  * RCU-protected list version
   8  */
   9 #include <linux/list.h>
  10 #include <linux/rcupdate.h>
  11
  12 /*
  13  * Why is there no list_empty_rcu()?  Because list_empty() serves this
  14  * purpose.  The list_empty() function fetches the RCU-protected pointer
  15  * and compares it to the address of the list head, but neither dereferences
  16  * this pointer itself nor provides this pointer to the caller.  Therefore,
  17  * it is not necessary to use rcu_dereference(), so that list_empty() can
  18  * be used anywhere you would want to use a list_empty_rcu().
  19  */
  20
  21 /*
  22  * return the ->next pointer of a list_head in an rcu safe
  23  * way, we must not access it directly
  24  */
  25 #define list_next_rcu(list)     (*((struct list_head __rcu **)(&(list)->next)))
  26
  27 /*
  28  * Insert a new entry between two known consecutive entries.
  29  *
  30  * This is only for internal list manipulation where we know
  31  * the prev/next entries already!
  32  */
  33 static inline void __list_add_rcu(struct list_head *new,
  34                 struct list_head *prev, struct list_head *next)
  35 {
  36         new->next = next;
  37         new->prev = prev;
  38         rcu_assign_pointer(list_next_rcu(prev), new);
  39         next->prev = new;
  40 }
  41
  42 /**
  43  * list_add_rcu - add a new entry to rcu-protected list
  44  * @new: new entry to be added
  45  * @head: list head to add it after
  46  *
  47  * Insert a new entry after the specified head.
  48  * This is good for implementing stacks.
  49  *
  50  * The caller must take whatever precautions are necessary
  51  * (such as holding appropriate locks) to avoid racing
  52  * with another list-mutation primitive, such as list_add_rcu()
  53  * or list_del_rcu(), running on this same list.
  54  * However, it is perfectly legal to run concurrently with
  55  * the _rcu list-traversal primitives, such as
  56  * list_for_each_entry_rcu().
  57  */
  58 static inline void list_add_rcu(struct list_head *new, struct list_head *head)
  59 {
  60         __list_add_rcu(new, head, head->next);
  61 }
  62
  63 /**
  64  * list_add_tail_rcu - add a new entry to rcu-protected list
  65  * @new: new entry to be added
  66  * @head: list head to add it before
  67  *
  68  * Insert a new entry before the specified head.
  69  * This is useful for implementing queues.
  70  *
  71  * The caller must take whatever precautions are necessary
  72  * (such as holding appropriate locks) to avoid racing
  73  * with another list-mutation primitive, such as list_add_tail_rcu()
  74  * or list_del_rcu(), running on this same list.
  75  * However, it is perfectly legal to run concurrently with
  76  * the _rcu list-traversal primitives, such as
  77  * list_for_each_entry_rcu().
  78  */
  79 static inline void list_add_tail_rcu(struct list_head *new,
  80                                         struct list_head *head)
  81 {
  82         __list_add_rcu(new, head->prev, head);
  83 }
  84
  85 /**
  86  * list_del_rcu - deletes entry from list without re-initialization
  87  * @entry: the element to delete from the list.
  88  *
  89  * Note: list_empty() on entry does not return true after this,
  90  * the entry is in an undefined state. It is useful for RCU based
  91  * lockfree traversal.
  92  *
  93  * In particular, it means that we can not poison the forward
  94  * pointers that may still be used for walking the list.
  95  *
  96  * The caller must take whatever precautions are necessary
  97  * (such as holding appropriate locks) to avoid racing
  98  * with another list-mutation primitive, such as list_del_rcu()
  99  * or list_add_rcu(), running on this same list.
 100  * However, it is perfectly legal to run concurrently with
 101  * the _rcu list-traversal primitives, such as
 102  * list_for_each_entry_rcu().
 103  *
 104  * Note that the caller is not permitted to immediately free
 105  * the newly deleted entry.  Instead, either synchronize_rcu()
 106  * or call_rcu() must be used to defer freeing until an RCU
 107  * grace period has elapsed.
 108  */
 109 static inline void list_del_rcu(struct list_head *entry)
 110 {
 111         __list_del(entry->prev, entry->next);
 112         entry->prev = LIST_POISON2;
 113 }
 114
 115 /**
 116  * hlist_del_init_rcu - deletes entry from hash list with re-initialization
 117  * @n: the element to delete from the hash list.
 118  *
 119  * Note: list_unhashed() on the node return true after this. It is
 120  * useful for RCU based read lockfree traversal if the writer side
 121  * must know if the list entry is still hashed or already unhashed.
 122  *
 123  * In particular, it means that we can not poison the forward pointers
 124  * that may still be used for walking the hash list and we can only
 125  * zero the pprev pointer so list_unhashed() will return true after
 126  * this.
 127  *
 128  * The caller must take whatever precautions are necessary (such as
 129  * holding appropriate locks) to avoid racing with another
 130  * list-mutation primitive, such as hlist_add_head_rcu() or
 131  * hlist_del_rcu(), running on this same list.  However, it is
 132  * perfectly legal to run concurrently with the _rcu list-traversal
 133  * primitives, such as hlist_for_each_entry_rcu().
 134  */
 135 static inline void hlist_del_init_rcu(struct hlist_node *n)
 136 {
 137         if (!hlist_unhashed(n)) {
 138                 __hlist_del(n);
 139                 n->pprev = NULL;
 140         }
 141 }
 142
 143 /**
 144  * list_replace_rcu - replace old entry by new one
 145  * @old : the element to be replaced
 146  * @new : the new element to insert
 147  *
 148  * The @old entry will be replaced with the @new entry atomically.
 149  * Note: @old should not be empty.
 150  */
 151 static inline void list_replace_rcu(struct list_head *old,
 152                                 struct list_head *new)
 153 {
 154         new->next = old->next;
 155         new->prev = old->prev;
 156         rcu_assign_pointer(list_next_rcu(new->prev), new);
 157         new->next->prev = new;
 158         old->prev = LIST_POISON2;
 159 }
 160
 161 /**
 162  * list_splice_init_rcu - splice an RCU-protected list into an existing list.
 163  * @list:       the RCU-protected list to splice
 164  * @head:       the place in the list to splice the first list into
 165  * @sync:       function to sync: synchronize_rcu(), synchronize_sched(), ...
 166  *
 167  * @head can be RCU-read traversed concurrently with this function.
 168  *
 169  * Note that this function blocks.
 170  *
 171  * Important note: the caller must take whatever action is necessary to
 172  *      prevent any other updates to @head.  In principle, it is possible
 173  *      to modify the list as soon as sync() begins execution.
 174  *      If this sort of thing becomes necessary, an alternative version
 175  *      based on call_rcu() could be created.  But only if -really-
 176  *      needed -- there is no shortage of RCU API members.
 177  */
 178 static inline void list_splice_init_rcu(struct list_head *list,
 179                                         struct list_head *head,
 180                                         void (*sync)(void))
 181 {
 182         struct list_head *first = list->next;
 183         struct list_head *last = list->prev;
 184         struct list_head *at = head->next;
 185
 186         if (list_empty(head))
 187                 return;
 188
 189         /* "first" and "last" tracking list, so initialize it. */
 190
 191         INIT_LIST_HEAD(list);
 192
 193         /*
 194          * At this point, the list body still points to the source list.
 195          * Wait for any readers to finish using the list before splicing
 196          * the list body into the new list.  Any new readers will see
 197          * an empty list.
 198          */
 199
 200         sync();
 201
 202         /*
 203          * Readers are finished with the source list, so perform splice.
 204          * The order is important if the new list is global and accessible
 205          * to concurrent RCU readers.  Note that RCU readers are not
 206          * permitted to traverse the prev pointers without excluding
 207          * this function.
 208          */
 209
 210         last->next = at;
 211         rcu_assign_pointer(list_next_rcu(head), first);
 212         first->prev = head;
 213         at->prev = last;
 214 }
 215
 216 /**
 217  * list_entry_rcu - get the struct for this entry
 218  * @ptr:        the &struct list_head pointer.
 219  * @type:       the type of the struct this is embedded in.
 220  * @member:     the name of the list_struct within the struct.
 221  *
 222  * This primitive may safely run concurrently with the _rcu list-mutation
 223  * primitives such as list_add_rcu() as long as it's guarded by rcu_read_lock().
 224  */
 225 #define list_entry_rcu(ptr, type, member) \
 226         ({typeof (*ptr) __rcu *__ptr = (typeof (*ptr) __rcu __force *)ptr; \
 227          container_of((typeof(ptr))rcu_dereference_raw(__ptr), type, member); \
 228         })
 229
 230 /**
 231  * list_first_entry_rcu - get the first element from a list
 232  * @ptr:        the list head to take the element from.
 233  * @type:       the type of the struct this is embedded in.
 234  * @member:     the name of the list_struct within the struct.
 235  *
 236  * Note, that list is expected to be not empty.
 237  *
 238  * This primitive may safely run concurrently with the _rcu list-mutation
 239  * primitives such as list_add_rcu() as long as it's guarded by rcu_read_lock().
 240  */
 241 #define list_first_entry_rcu(ptr, type, member) \
 242         list_entry_rcu((ptr)->next, type, member)
 243
 244 /**
 245  * list_for_each_entry_rcu      -       iterate over rcu list of given type
 246  * @pos:        the type * to use as a loop cursor.
 247  * @head:       the head for your list.
 248  * @member:     the name of the list_struct within the struct.
 249  *
 250  * This list-traversal primitive may safely run concurrently with
 251  * the _rcu list-mutation primitives such as list_add_rcu()
 252  * as long as the traversal is guarded by rcu_read_lock().
 253  */
 254 #define list_for_each_entry_rcu(pos, head, member) \
 255         for (pos = list_entry_rcu((head)->next, typeof(*pos), member); \
 256                 prefetch(pos->member.next), &pos->member != (head); \
 257                 pos = list_entry_rcu(pos->member.next, typeof(*pos), member))
 258
 259
 260 /**
 261  * list_for_each_continue_rcu
 262  * @pos:        the &struct list_head to use as a loop cursor.
 263  * @head:       the head for your list.
 264  *
 265  * Iterate over an rcu-protected list, continuing after current point.
 266  *
 267  * This list-traversal primitive may safely run concurrently with
 268  * the _rcu list-mutation primitives such as list_add_rcu()
 269  * as long as the traversal is guarded by rcu_read_lock().
 270  */
 271 #define list_for_each_continue_rcu(pos, head) \
 272         for ((pos) = rcu_dereference_raw(list_next_rcu(pos)); \
 273                 prefetch((pos)->next), (pos) != (head); \
 274                 (pos) = rcu_dereference_raw(list_next_rcu(pos)))
 275
 276 /**
 277  * list_for_each_entry_continue_rcu - continue iteration over list of given type
 278  * @pos:        the type * to use as a loop cursor.
 279  * @head:       the head for your list.
 280  * @member:     the name of the list_struct within the struct.
 281  *
 282  * Continue to iterate over list of given type, continuing after
 283  * the current position.
 284  */
 285 #define list_for_each_entry_continue_rcu(pos, head, member)             \
 286         for (pos = list_entry_rcu(pos->member.next, typeof(*pos), member); \
 287              prefetch(pos->member.next), &pos->member != (head);        \
 288              pos = list_entry_rcu(pos->member.next, typeof(*pos), member))
 289
 290 /**
 291  * hlist_del_rcu - deletes entry from hash list without re-initialization
 292  * @n: the element to delete from the hash list.
 293  *
 294  * Note: list_unhashed() on entry does not return true after this,
 295  * the entry is in an undefined state. It is useful for RCU based
 296  * lockfree traversal.
 297  *
 298  * In particular, it means that we can not poison the forward
 299  * pointers that may still be used for walking the hash list.
 300  *
 301  * The caller must take whatever precautions are necessary
 302  * (such as holding appropriate locks) to avoid racing
 303  * with another list-mutation primitive, such as hlist_add_head_rcu()
 304  * or hlist_del_rcu(), running on this same list.
 305  * However, it is perfectly legal to run concurrently with
 306  * the _rcu list-traversal primitives, such as
 307  * hlist_for_each_entry().
 308  */
 309 static inline void hlist_del_rcu(struct hlist_node *n)
 310 {
 311         __hlist_del(n);
 312         n->pprev = LIST_POISON2;
 313 }
 314
 315 /**
 316  * hlist_replace_rcu - replace old entry by new one
 317  * @old : the element to be replaced
 318  * @new : the new element to insert
 319  *
 320  * The @old entry will be replaced with the @new entry atomically.
 321  */
 322 static inline void hlist_replace_rcu(struct hlist_node *old,
 323                                         struct hlist_node *new)
 324 {
 325         struct hlist_node *next = old->next;
 326
 327         new->next = next;
 328         new->pprev = old->pprev;
 329         rcu_assign_pointer(*(struct hlist_node __rcu **)new->pprev, new);
 330         if (next)
 331                 new->next->pprev = &new->next;
 332         old->pprev = LIST_POISON2;
 333 }
 334
 335 /*
 336  * return the first or the next element in an RCU protected hlist
 337  */
 338 #define hlist_first_rcu(head)   (*((struct hlist_node __rcu **)(&(head)->first)))
 339 #define hlist_next_rcu(node)    (*((struct hlist_node __rcu **)(&(node)->next)))
 340 #define hlist_pprev_rcu(node)   (*((struct hlist_node __rcu **)((node)->pprev)))
 341
 342 /**
 343  * hlist_add_head_rcu
 344  * @n: the element to add to the hash list.
 345  * @h: the list to add to.
 346  *
 347  * Description:
 348  * Adds the specified element to the specified hlist,
 349  * while permitting racing traversals.
 350  *
 351  * The caller must take whatever precautions are necessary
 352  * (such as holding appropriate locks) to avoid racing
 353  * with another list-mutation primitive, such as hlist_add_head_rcu()
 354  * or hlist_del_rcu(), running on this same list.
 355  * However, it is perfectly legal to run concurrently with
 356  * the _rcu list-traversal primitives, such as
 357  * hlist_for_each_entry_rcu(), used to prevent memory-consistency
 358  * problems on Alpha CPUs.  Regardless of the type of CPU, the
 359  * list-traversal primitive must be guarded by rcu_read_lock().
 360  */
 361 static inline void hlist_add_head_rcu(struct hlist_node *n,
 362                                         struct hlist_head *h)
 363 {
 364         struct hlist_node *first = h->first;
 365
 366         n->next = first;
 367         n->pprev = &h->first;
 368         rcu_assign_pointer(hlist_first_rcu(h), n);
 369         if (first)
 370                 first->pprev = &n->next;
 371 }
 372
 373 /**
 374  * hlist_add_before_rcu
 375  * @n: the new element to add to the hash list.
 376  * @next: the existing element to add the new element before.
 377  *
 378  * Description:
 379  * Adds the specified element to the specified hlist
 380  * before the specified node while permitting racing traversals.
 381  *
 382  * The caller must take whatever precautions are necessary
 383  * (such as holding appropriate locks) to avoid racing
 384  * with another list-mutation primitive, such as hlist_add_head_rcu()
 385  * or hlist_del_rcu(), running on this same list.
 386  * However, it is perfectly legal to run concurrently with
 387  * the _rcu list-traversal primitives, such as
 388  * hlist_for_each_entry_rcu(), used to prevent memory-consistency
 389  * problems on Alpha CPUs.
 390  */
 391 static inline void hlist_add_before_rcu(struct hlist_node *n,
 392                                         struct hlist_node *next)
 393 {
 394         n->pprev = next->pprev;
 395         n->next = next;
 396         rcu_assign_pointer(hlist_pprev_rcu(n), n);
 397         next->pprev = &n->next;
 398 }
 399
 400 /**
 401  * hlist_add_after_rcu
 402  * @prev: the existing element to add the new element after.
 403  * @n: the new element to add to the hash list.
 404  *
 405  * Description:
 406  * Adds the specified element to the specified hlist
 407  * after the specified node while permitting racing traversals.
 408  *
 409  * The caller must take whatever precautions are necessary
 410  * (such as holding appropriate locks) to avoid racing
 411  * with another list-mutation primitive, such as hlist_add_head_rcu()
 412  * or hlist_del_rcu(), running on this same list.
 413  * However, it is perfectly legal to run concurrently with
 414  * the _rcu list-traversal primitives, such as
 415  * hlist_for_each_entry_rcu(), used to prevent memory-consistency
 416  * problems on Alpha CPUs.
 417  */
 418 static inline void hlist_add_after_rcu(struct hlist_node *prev,
 419                                        struct hlist_node *n)
 420 {
 421         n->next = prev->next;
 422         n->pprev = &prev->next;
 423         rcu_assign_pointer(hlist_next_rcu(prev), n);
 424         if (n->next)
 425                 n->next->pprev = &n->next;
 426 }
 427
 428 #define __hlist_for_each_rcu(pos, head)                         \
 429         for (pos = rcu_dereference(hlist_first_rcu(head));      \
 430              pos && ({ prefetch(pos->next); 1; });              \
 431              pos = rcu_dereference(hlist_next_rcu(pos)))
 432
 433 /**
 434  * hlist_for_each_entry_rcu - iterate over rcu list of given type
 435  * @tpos:       the type * to use as a loop cursor.
 436  * @pos:        the &struct hlist_node to use as a loop cursor.
 437  * @head:       the head for your list.
 438  * @member:     the name of the hlist_node within the struct.
 439  *
 440  * This list-traversal primitive may safely run concurrently with
 441  * the _rcu list-mutation primitives such as hlist_add_head_rcu()
 442  * as long as the traversal is guarded by rcu_read_lock().
 443  */
 444 #define hlist_for_each_entry_rcu(tpos, pos, head, member)               \
 445         for (pos = rcu_dereference_raw(hlist_first_rcu(head));          \
 446                 pos && ({ prefetch(pos->next); 1; }) &&                  \
 447                 ({ tpos = hlist_entry(pos, typeof(*tpos), member); 1; }); \
 448                 pos = rcu_dereference_raw(hlist_next_rcu(pos)))
 449
 450 /**
 451  * hlist_for_each_entry_rcu_bh - iterate over rcu list of given type
 452  * @tpos:       the type * to use as a loop cursor.
 453  * @pos:        the &struct hlist_node to use as a loop cursor.
 454  * @head:       the head for your list.
 455  * @member:     the name of the hlist_node within the struct.
 456  *
 457  * This list-traversal primitive may safely run concurrently with
 458  * the _rcu list-mutation primitives such as hlist_add_head_rcu()
 459  * as long as the traversal is guarded by rcu_read_lock().
 460  */
 461 #define hlist_for_each_entry_rcu_bh(tpos, pos, head, member)             \
 462         for (pos = rcu_dereference_bh((head)->first);                    \
 463                 pos && ({ prefetch(pos->next); 1; }) &&                  \
 464                 ({ tpos = hlist_entry(pos, typeof(*tpos), member); 1; }); \
 465                 pos = rcu_dereference_bh(pos->next))
 466
 467 /**
 468  * hlist_for_each_entry_continue_rcu - iterate over a hlist continuing after current point
 469  * @tpos:       the type * to use as a loop cursor.
 470  * @pos:        the &struct hlist_node to use as a loop cursor.
 471  * @member:     the name of the hlist_node within the struct.
 472  */
 473 #define hlist_for_each_entry_continue_rcu(tpos, pos, member)            \
 474         for (pos = rcu_dereference((pos)->next);                        \
 475              pos && ({ prefetch(pos->next); 1; }) &&                    \
 476              ({ tpos = hlist_entry(pos, typeof(*tpos), member); 1; });  \
 477              pos = rcu_dereference(pos->next))
 478
 479 /**
 480  * hlist_for_each_entry_continue_rcu_bh - iterate over a hlist continuing after current point
 481  * @tpos:       the type * to use as a loop cursor.
 482  * @pos:        the &struct hlist_node to use as a loop cursor.
 483  * @member:     the name of the hlist_node within the struct.
 484  */
 485 #define hlist_for_each_entry_continue_rcu_bh(tpos, pos, member)         \
 486         for (pos = rcu_dereference_bh((pos)->next);                     \
 487              pos && ({ prefetch(pos->next); 1; }) &&                    \
 488              ({ tpos = hlist_entry(pos, typeof(*tpos), member); 1; });  \
 489              pos = rcu_dereference_bh(pos->next))
 490
 491
 492 #endif  /* __KERNEL__ */
 493 #endif