Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/s390/linux...
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.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  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
95  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
96  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
97  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
98  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
99  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
100  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
101  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
102  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
103  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
104  * well as CPUs that are executing in the kernel.
105  *
106  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
107  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
108  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
109  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
110  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
111  * more than one CPU).
112  */
113 extern void call_rcu(struct rcu_head *head,
114                               void (*func)(struct rcu_head *head));
115
116 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
117
118 /* In classic RCU, call_rcu() is just call_rcu_sched(). */
119 #define call_rcu        call_rcu_sched
120
121 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
122
123 /**
124  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
125  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
126  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
127  *
128  * The callback function will be invoked some time after a full grace
129  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
130  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
131  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
132  * handler. This means that read-side critical sections in process
133  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
134  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
135  * RCU read-side critical sections are delimited by :
136  *  - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context.
137  *  OR
138  *  - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
139  *  These may be nested.
140  *
141  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
142  * memory ordering guarantees.
143  */
144 extern void call_rcu_bh(struct rcu_head *head,
145                         void (*func)(struct rcu_head *head));
146
147 /**
148  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
149  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
150  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
151  *
152  * The callback function will be invoked some time after a full grace
153  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
154  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
155  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
156  * or on voluntary preemption.
157  * RCU read-side critical sections are delimited by :
158  *  - rcu_read_lock_sched() and  rcu_read_unlock_sched(),
159  *  OR
160  *  anything that disables preemption.
161  *  These may be nested.
162  *
163  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
164  * memory ordering guarantees.
165  */
166 extern void call_rcu_sched(struct rcu_head *head,
167                            void (*func)(struct rcu_head *rcu));
168
169 extern void synchronize_sched(void);
170
171 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
172
173 extern void __rcu_read_lock(void);
174 extern void __rcu_read_unlock(void);
175 extern void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t);
176 void synchronize_rcu(void);
177
178 /*
179  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
180  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
181  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
182  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
183  */
184 #define rcu_preempt_depth() (current->rcu_read_lock_nesting)
185
186 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
187
188 static inline void __rcu_read_lock(void)
189 {
190         preempt_disable();
191 }
192
193 static inline void __rcu_read_unlock(void)
194 {
195         preempt_enable();
196 }
197
198 static inline void synchronize_rcu(void)
199 {
200         synchronize_sched();
201 }
202
203 static inline int rcu_preempt_depth(void)
204 {
205         return 0;
206 }
207
208 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
209
210 /* Internal to kernel */
211 extern void rcu_sched_qs(int cpu);
212 extern void rcu_bh_qs(int cpu);
213 extern void rcu_check_callbacks(int cpu, int user);
214 struct notifier_block;
215 extern void rcu_idle_enter(void);
216 extern void rcu_idle_exit(void);
217 extern void rcu_irq_enter(void);
218 extern void rcu_irq_exit(void);
219
220 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
221 extern void rcu_user_enter(void);
222 extern void rcu_user_exit(void);
223 extern void rcu_user_enter_after_irq(void);
224 extern void rcu_user_exit_after_irq(void);
225 #else
226 static inline void rcu_user_enter(void) { }
227 static inline void rcu_user_exit(void) { }
228 static inline void rcu_user_enter_after_irq(void) { }
229 static inline void rcu_user_exit_after_irq(void) { }
230 static inline void rcu_user_hooks_switch(struct task_struct *prev,
231                                          struct task_struct *next) { }
232 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
233
234 extern void exit_rcu(void);
235
236 /**
237  * RCU_NONIDLE - Indicate idle-loop code that needs RCU readers
238  * @a: Code that RCU needs to pay attention to.
239  *
240  * RCU, RCU-bh, and RCU-sched read-side critical sections are forbidden
241  * in the inner idle loop, that is, between the rcu_idle_enter() and
242  * the rcu_idle_exit() -- RCU will happily ignore any such read-side
243  * critical sections.  However, things like powertop need tracepoints
244  * in the inner idle loop.
245  *
246  * This macro provides the way out:  RCU_NONIDLE(do_something_with_RCU())
247  * will tell RCU that it needs to pay attending, invoke its argument
248  * (in this example, a call to the do_something_with_RCU() function),
249  * and then tell RCU to go back to ignoring this CPU.  It is permissible
250  * to nest RCU_NONIDLE() wrappers, but the nesting level is currently
251  * quite limited.  If deeper nesting is required, it will be necessary
252  * to adjust DYNTICK_TASK_NESTING_VALUE accordingly.
253  */
254 #define RCU_NONIDLE(a) \
255         do { \
256                 rcu_irq_enter(); \
257                 do { a; } while (0); \
258                 rcu_irq_exit(); \
259         } while (0)
260
261 /*
262  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
263  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
264  */
265
266 typedef void call_rcu_func_t(struct rcu_head *head,
267                              void (*func)(struct rcu_head *head));
268 void wait_rcu_gp(call_rcu_func_t crf);
269
270 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU)
271 #include <linux/rcutree.h>
272 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU) || defined(CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU)
273 #include <linux/rcutiny.h>
274 #else
275 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
276 #endif
277
278 /*
279  * init_rcu_head_on_stack()/destroy_rcu_head_on_stack() are needed for dynamic
280  * initialization and destruction of rcu_head on the stack. rcu_head structures
281  * allocated dynamically in the heap or defined statically don't need any
282  * initialization.
283  */
284 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
285 extern void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
286 extern void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
287 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
288 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
289 {
290 }
291
292 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
293 {
294 }
295 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
296
297 #if defined(CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC) || defined(CONFIG_SMP)
298 extern int rcu_is_cpu_idle(void);
299 #endif /* #if defined(CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC) || defined(CONFIG_SMP) */
300
301 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
302 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
303 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
304 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
305 {
306         return 1;
307 }
308 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
309
310 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
311
312 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
313 {
314         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 1, NULL, _THIS_IP_);
315 }
316
317 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
318 {
319         lock_release(map, 1, _THIS_IP_);
320 }
321
322 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
323 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
324 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
325 extern int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
326
327 /**
328  * rcu_read_lock_held() - might we be in RCU read-side critical section?
329  *
330  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an RCU
331  * read-side critical section.  In absence of CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC,
332  * this assumes we are in an RCU read-side critical section unless it can
333  * prove otherwise.  This is useful for debug checks in functions that
334  * require that they be called within an RCU read-side critical section.
335  *
336  * Checks debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
337  * and while lockdep is disabled.
338  *
339  * Note that rcu_read_lock() and the matching rcu_read_unlock() must
340  * occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
341  * rcu_read_unlock() in process context if the matching rcu_read_lock()
342  * was invoked from within an irq handler.
343  *
344  * Note that rcu_read_lock() is disallowed if the CPU is either idle or
345  * offline from an RCU perspective, so check for those as well.
346  */
347 static inline int rcu_read_lock_held(void)
348 {
349         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
350                 return 1;
351         if (rcu_is_cpu_idle())
352                 return 0;
353         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
354                 return 0;
355         return lock_is_held(&rcu_lock_map);
356 }
357
358 /*
359  * rcu_read_lock_bh_held() is defined out of line to avoid #include-file
360  * hell.
361  */
362 extern int rcu_read_lock_bh_held(void);
363
364 /**
365  * rcu_read_lock_sched_held() - might we be in RCU-sched read-side critical section?
366  *
367  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an
368  * RCU-sched read-side critical section.  In absence of
369  * CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC, this assumes we are in an RCU-sched read-side
370  * critical section unless it can prove otherwise.  Note that disabling
371  * of preemption (including disabling irqs) counts as an RCU-sched
372  * read-side critical section.  This is useful for debug checks in functions
373  * that required that they be called within an RCU-sched read-side
374  * critical section.
375  *
376  * Check debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
377  * and while lockdep is disabled.
378  *
379  * Note that if the CPU is in the idle loop from an RCU point of
380  * view (ie: that we are in the section between rcu_idle_enter() and
381  * rcu_idle_exit()) then rcu_read_lock_held() returns false even if the CPU
382  * did an rcu_read_lock().  The reason for this is that RCU ignores CPUs
383  * that are in such a section, considering these as in extended quiescent
384  * state, so such a CPU is effectively never in an RCU read-side critical
385  * section regardless of what RCU primitives it invokes.  This state of
386  * affairs is required --- we need to keep an RCU-free window in idle
387  * where the CPU may possibly enter into low power mode. This way we can
388  * notice an extended quiescent state to other CPUs that started a grace
389  * period. Otherwise we would delay any grace period as long as we run in
390  * the idle task.
391  *
392  * Similarly, we avoid claiming an SRCU read lock held if the current
393  * CPU is offline.
394  */
395 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
396 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
397 {
398         int lockdep_opinion = 0;
399
400         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
401                 return 1;
402         if (rcu_is_cpu_idle())
403                 return 0;
404         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
405                 return 0;
406         if (debug_locks)
407                 lockdep_opinion = lock_is_held(&rcu_sched_lock_map);
408         return lockdep_opinion || preempt_count() != 0 || irqs_disabled();
409 }
410 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
411 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
412 {
413         return 1;
414 }
415 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
416
417 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
418
419 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
420 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
421
422 static inline int rcu_read_lock_held(void)
423 {
424         return 1;
425 }
426
427 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
428 {
429         return 1;
430 }
431
432 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
433 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
434 {
435         return preempt_count() != 0 || irqs_disabled();
436 }
437 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
438 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
439 {
440         return 1;
441 }
442 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
443
444 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
445
446 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
447
448 extern int rcu_my_thread_group_empty(void);
449
450 /**
451  * rcu_lockdep_assert - emit lockdep splat if specified condition not met
452  * @c: condition to check
453  * @s: informative message
454  */
455 #define rcu_lockdep_assert(c, s)                                        \
456         do {                                                            \
457                 static bool __section(.data.unlikely) __warned;         \
458                 if (debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned && !(c)) { \
459                         __warned = true;                                \
460                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
461                 }                                                       \
462         } while (0)
463
464 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
465 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
466 {
467         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
468                            "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
469 }
470 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
471 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
472 {
473 }
474 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
475
476 #define rcu_sleep_check()                                               \
477         do {                                                            \
478                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
479                 rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),     \
480                                    "Illegal context switch in RCU-bh"   \
481                                    " read-side critical section");      \
482                 rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),  \
483                                    "Illegal context switch in RCU-sched"\
484                                    " read-side critical section");      \
485         } while (0)
486
487 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
488
489 #define rcu_lockdep_assert(c, s) do { } while (0)
490 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
491
492 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
493
494 /*
495  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
496  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
497  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
498  * multiple flavors of pointers to match the multiple flavors of RCU
499  * (e.g., __rcu_bh, * __rcu_sched, and __srcu), should this make sense in
500  * the future.
501  */
502
503 #ifdef __CHECKER__
504 #define rcu_dereference_sparse(p, space) \
505         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
506 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
507 #define rcu_dereference_sparse(p, space)
508 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
509
510 #define __rcu_access_pointer(p, space) \
511         ({ \
512                 typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p)*__force )ACCESS_ONCE(p); \
513                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
514                 ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
515         })
516 #define __rcu_dereference_check(p, c, space) \
517         ({ \
518                 typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p)*__force )ACCESS_ONCE(p); \
519                 rcu_lockdep_assert(c, "suspicious rcu_dereference_check()" \
520                                       " usage"); \
521                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
522                 smp_read_barrier_depends(); \
523                 ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
524         })
525 #define __rcu_dereference_protected(p, c, space) \
526         ({ \
527                 rcu_lockdep_assert(c, "suspicious rcu_dereference_protected()" \
528                                       " usage"); \
529                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
530                 ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
531         })
532
533 #define __rcu_access_index(p, space) \
534         ({ \
535                 typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
536                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
537                 (_________p1); \
538         })
539 #define __rcu_dereference_index_check(p, c) \
540         ({ \
541                 typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
542                 rcu_lockdep_assert(c, \
543                                    "suspicious rcu_dereference_index_check()" \
544                                    " usage"); \
545                 smp_read_barrier_depends(); \
546                 (_________p1); \
547         })
548 #define __rcu_assign_pointer(p, v, space) \
549         do { \
550                 smp_wmb(); \
551                 (p) = (typeof(*v) __force space *)(v); \
552         } while (0)
553
554
555 /**
556  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
557  * @p: The pointer to read
558  *
559  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
560  * smp_read_barrier_depends() and keep the ACCESS_ONCE().  This is useful
561  * when the value of this pointer is accessed, but the pointer is not
562  * dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer against
563  * NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases where
564  * update-side locks prevent the value of the pointer from changing, you
565  * should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
566  *
567  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
568  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as
569  * is the case in the context of the RCU callback that is freeing up
570  * the data, or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful
571  * when tearing down multi-linked structures after a grace period
572  * has elapsed.
573  */
574 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __rcu)
575
576 /**
577  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
578  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
579  * @c: The conditions under which the dereference will take place
580  *
581  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
582  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
583  * indicate the various locking conditions that should be held at that
584  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
585  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
586  * (rcu_read_lock()) is included.
587  *
588  * For example:
589  *
590  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
591  *
592  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
593  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
594  * the bar struct at foo->bar is held.
595  *
596  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
597  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
598  * target struct:
599  *
600  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
601  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
602  *
603  * Inserts memory barriers on architectures that require them
604  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
605  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
606  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
607  * annotated as __rcu.
608  */
609 #define rcu_dereference_check(p, c) \
610         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_held() || (c), __rcu)
611
612 /**
613  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
614  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
615  * @c: The conditions under which the dereference will take place
616  *
617  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().
618  */
619 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
620         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_bh_held() || (c), __rcu)
621
622 /**
623  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
624  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
625  * @c: The conditions under which the dereference will take place
626  *
627  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
628  */
629 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
630         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_sched_held() || (c), \
631                                 __rcu)
632
633 #define rcu_dereference_raw(p) rcu_dereference_check(p, 1) /*@@@ needed? @@@*/
634
635 /**
636  * rcu_access_index() - fetch RCU index with no dereferencing
637  * @p: The index to read
638  *
639  * Return the value of the specified RCU-protected index, but omit the
640  * smp_read_barrier_depends() and keep the ACCESS_ONCE().  This is useful
641  * when the value of this index is accessed, but the index is not
642  * dereferenced, for example, when testing an RCU-protected index against
643  * -1.  Although rcu_access_index() may also be used in cases where
644  * update-side locks prevent the value of the index from changing, you
645  * should instead use rcu_dereference_index_protected() for this use case.
646  */
647 #define rcu_access_index(p) __rcu_access_index((p), __rcu)
648
649 /**
650  * rcu_dereference_index_check() - rcu_dereference for indices with debug checking
651  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
652  * @c: The conditions under which the dereference will take place
653  *
654  * Similar to rcu_dereference_check(), but omits the sparse checking.
655  * This allows rcu_dereference_index_check() to be used on integers,
656  * which can then be used as array indices.  Attempting to use
657  * rcu_dereference_check() on an integer will give compiler warnings
658  * because the sparse address-space mechanism relies on dereferencing
659  * the RCU-protected pointer.  Dereferencing integers is not something
660  * that even gcc will put up with.
661  *
662  * Note that this function does not implicitly check for RCU read-side
663  * critical sections.  If this function gains lots of uses, it might
664  * make sense to provide versions for each flavor of RCU, but it does
665  * not make sense as of early 2010.
666  */
667 #define rcu_dereference_index_check(p, c) \
668         __rcu_dereference_index_check((p), (c))
669
670 /**
671  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
672  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
673  * @c: The conditions under which the dereference will take place
674  *
675  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
676  * both the smp_read_barrier_depends() and the ACCESS_ONCE().  This
677  * is useful in cases where update-side locks prevent the value of the
678  * pointer from changing.  Please note that this primitive does -not-
679  * prevent the compiler from repeating this reference or combining it
680  * with other references, so it should not be used without protection
681  * of appropriate locks.
682  *
683  * This function is only for update-side use.  Using this function
684  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
685  * but very ugly failures.
686  */
687 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
688         __rcu_dereference_protected((p), (c), __rcu)
689
690
691 /**
692  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
693  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
694  *
695  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
696  */
697 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
698
699 /**
700  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
701  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
702  *
703  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
704  */
705 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
706
707 /**
708  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
709  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
710  *
711  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
712  */
713 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
714
715 /**
716  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
717  *
718  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
719  * are within RCU read-side critical sections, then the
720  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
721  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
722  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
723  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
724  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
725  *
726  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
727  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
728  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
729  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
730  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
731  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
732  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
733  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
734  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
735  * callback would free up) has completed before the corresponding
736  * RCU callback is invoked.
737  *
738  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
739  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
740  * completes.
741  *
742  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
743  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
744  * read-side critical section that would block in a !PREEMPT kernel.
745  * But if you want the full story, read on!
746  *
747  * In non-preemptible RCU implementations (TREE_RCU and TINY_RCU), it
748  * is illegal to block while in an RCU read-side critical section.  In
749  * preemptible RCU implementations (TREE_PREEMPT_RCU and TINY_PREEMPT_RCU)
750  * in CONFIG_PREEMPT kernel builds, RCU read-side critical sections may
751  * be preempted, but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible
752  * RCU implementations in real-time (CONFIG_PREEMPT_RT) kernel builds,
753  * RCU read-side critical sections may be preempted and they may also
754  * block, but only when acquiring spinlocks that are subject to priority
755  * inheritance.
756  */
757 static inline void rcu_read_lock(void)
758 {
759         __rcu_read_lock();
760         __acquire(RCU);
761         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
762         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
763                            "rcu_read_lock() used illegally while idle");
764 }
765
766 /*
767  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
768  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
769  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
770  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
771  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
772  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
773  * others' way, as long as they do so.
774  */
775
776 /**
777  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
778  *
779  * See rcu_read_lock() for more information.
780  */
781 static inline void rcu_read_unlock(void)
782 {
783         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
784                            "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
785         rcu_lock_release(&rcu_lock_map);
786         __release(RCU);
787         __rcu_read_unlock();
788 }
789
790 /**
791  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
792  *
793  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
794  * are being done using call_rcu_bh() or synchronize_rcu_bh(). Since
795  * both call_rcu_bh() and synchronize_rcu_bh() consider completion of a
796  * softirq handler to be a quiescent state, a process in RCU read-side
797  * critical section must be protected by disabling softirqs. Read-side
798  * critical sections in interrupt context can use just rcu_read_lock(),
799  * though this should at least be commented to avoid confusing people
800  * reading the code.
801  *
802  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
803  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
804  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
805  * was invoked from some other task.
806  */
807 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
808 {
809         local_bh_disable();
810         __acquire(RCU_BH);
811         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
812         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
813                            "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
814 }
815
816 /*
817  * rcu_read_unlock_bh - marks the end of a softirq-only RCU critical section
818  *
819  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
820  */
821 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
822 {
823         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
824                            "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
825         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
826         __release(RCU_BH);
827         local_bh_enable();
828 }
829
830 /**
831  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
832  *
833  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
834  * are being done using call_rcu_sched() or synchronize_rcu_sched().
835  * Read-side critical sections can also be introduced by anything that
836  * disables preemption, including local_irq_disable() and friends.
837  *
838  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
839  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
840  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
841  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
842  */
843 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
844 {
845         preempt_disable();
846         __acquire(RCU_SCHED);
847         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
848         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
849                            "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
850 }
851
852 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
853 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
854 {
855         preempt_disable_notrace();
856         __acquire(RCU_SCHED);
857 }
858
859 /*
860  * rcu_read_unlock_sched - marks the end of a RCU-classic critical section
861  *
862  * See rcu_read_lock_sched for more information.
863  */
864 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
865 {
866         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
867                            "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
868         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
869         __release(RCU_SCHED);
870         preempt_enable();
871 }
872
873 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
874 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
875 {
876         __release(RCU_SCHED);
877         preempt_enable_notrace();
878 }
879
880 /**
881  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
882  * @p: pointer to assign to
883  * @v: value to assign (publish)
884  *
885  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
886  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
887  * any prior initialization.
888  *
889  * Inserts memory barriers on architectures that require them
890  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
891  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
892  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
893  * will be dereferenced by RCU read-side code.
894  *
895  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
896  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
897  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
898  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
899  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
900  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
901  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
902  */
903 #define rcu_assign_pointer(p, v) \
904         __rcu_assign_pointer((p), (v), __rcu)
905
906 /**
907  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
908  *
909  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
910  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
911  * special cases are:
912  *
913  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer -or-
914  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
915  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer -or-
916  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
917  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() -and-
918  *      a.      You have not made -any- reader-visible changes to
919  *              this structure since then -or-
920  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
921  *              new location to see the old state of the structure.  (For
922  *              example, the changes were to statistical counters or to
923  *              other state where exact synchronization is not required.)
924  *
925  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
926  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
927  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
928  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
929  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
930  *
931  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
932  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
933  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
934  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
935  * external-to-structure pointer -after- you have completely initialized
936  * the reader-accessible portions of the linked structure.
937  */
938 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
939         do { \
940                 p = (typeof(*v) __force __rcu *)(v); \
941         } while (0)
942
943 /**
944  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
945  *
946  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
947  */
948 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
949                 .p = (typeof(*v) __force __rcu *)(v)
950
951 /*
952  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
953  * structure can be handled by kfree_rcu()?
954  */
955 #define __is_kfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
956
957 /*
958  * Helper macro for kfree_rcu() to prevent argument-expansion eyestrain.
959  */
960 #define __kfree_rcu(head, offset) \
961         do { \
962                 BUILD_BUG_ON(!__is_kfree_rcu_offset(offset)); \
963                 kfree_call_rcu(head, (void (*)(struct rcu_head *))(unsigned long)(offset)); \
964         } while (0)
965
966 /**
967  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
968  * @ptr:        pointer to kfree
969  * @rcu_head:   the name of the struct rcu_head within the type of @ptr.
970  *
971  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
972  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
973  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
974  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
975  *
976  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
977  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
978  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
979  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
980  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
981  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
982  * be generated in __kfree_rcu().  If this error is triggered, you can
983  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
984  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
985  *
986  * Note that the allowable offset might decrease in the future, for example,
987  * to allow something like kmem_cache_free_rcu().
988  *
989  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
990  * checks are done in macros here.
991  */
992 #define kfree_rcu(ptr, rcu_head)                                        \
993         __kfree_rcu(&((ptr)->rcu_head), offsetof(typeof(*(ptr)), rcu_head))
994
995 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */