introduce __fcheck_files() to fix rcu_dereference_check_fdtable(), kill rcu_my_thread...
[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(const char *rcutorturename,
56                                       struct rcu_head *rhp,
57                                       unsigned long secs,
58                                       unsigned long c_old,
59                                       unsigned long c);
60 #else
61 static inline void rcutorture_record_test_transition(void)
62 {
63 }
64 static inline void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
65 {
66 }
67 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
68 extern void do_trace_rcu_torture_read(const char *rcutorturename,
69                                       struct rcu_head *rhp,
70                                       unsigned long secs,
71                                       unsigned long c_old,
72                                       unsigned long c);
73 #else
74 #define do_trace_rcu_torture_read(rcutorturename, rhp, secs, c_old, c) \
75         do { } while (0)
76 #endif
77 #endif
78
79 #define UINT_CMP_GE(a, b)       (UINT_MAX / 2 >= (a) - (b))
80 #define UINT_CMP_LT(a, b)       (UINT_MAX / 2 < (a) - (b))
81 #define ULONG_CMP_GE(a, b)      (ULONG_MAX / 2 >= (a) - (b))
82 #define ULONG_CMP_LT(a, b)      (ULONG_MAX / 2 < (a) - (b))
83 #define ulong2long(a)           (*(long *)(&(a)))
84
85 /* Exported common interfaces */
86
87 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
88
89 /**
90  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
91  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
92  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
93  *
94  * The callback function will be invoked some time after a full grace
95  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
96  * critical sections have completed.  However, the callback function
97  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
98  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
99  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
100  * and may be nested.
101  *
102  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
103  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
104  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
105  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
106  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
107  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
108  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
109  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
110  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
111  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
112  * well as CPUs that are executing in the kernel.
113  *
114  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
115  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
116  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
117  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
118  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
119  * more than one CPU).
120  */
121 extern void call_rcu(struct rcu_head *head,
122                               void (*func)(struct rcu_head *head));
123
124 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
125
126 /* In classic RCU, call_rcu() is just call_rcu_sched(). */
127 #define call_rcu        call_rcu_sched
128
129 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
130
131 /**
132  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
133  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
134  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
135  *
136  * The callback function will be invoked some time after a full grace
137  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
138  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
139  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
140  * handler. This means that read-side critical sections in process
141  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
142  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
143  * RCU read-side critical sections are delimited by :
144  *  - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context.
145  *  OR
146  *  - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
147  *  These may be nested.
148  *
149  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
150  * memory ordering guarantees.
151  */
152 extern void call_rcu_bh(struct rcu_head *head,
153                         void (*func)(struct rcu_head *head));
154
155 /**
156  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
157  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
158  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
159  *
160  * The callback function will be invoked some time after a full grace
161  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
162  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
163  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
164  * or on voluntary preemption.
165  * RCU read-side critical sections are delimited by :
166  *  - rcu_read_lock_sched() and  rcu_read_unlock_sched(),
167  *  OR
168  *  anything that disables preemption.
169  *  These may be nested.
170  *
171  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
172  * memory ordering guarantees.
173  */
174 extern void call_rcu_sched(struct rcu_head *head,
175                            void (*func)(struct rcu_head *rcu));
176
177 extern void synchronize_sched(void);
178
179 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
180
181 extern void __rcu_read_lock(void);
182 extern void __rcu_read_unlock(void);
183 extern void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t);
184 void synchronize_rcu(void);
185
186 /*
187  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
188  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
189  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
190  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
191  */
192 #define rcu_preempt_depth() (current->rcu_read_lock_nesting)
193
194 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
195
196 static inline void __rcu_read_lock(void)
197 {
198         preempt_disable();
199 }
200
201 static inline void __rcu_read_unlock(void)
202 {
203         preempt_enable();
204 }
205
206 static inline void synchronize_rcu(void)
207 {
208         synchronize_sched();
209 }
210
211 static inline int rcu_preempt_depth(void)
212 {
213         return 0;
214 }
215
216 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
217
218 /* Internal to kernel */
219 extern void rcu_init(void);
220 extern void rcu_sched_qs(int cpu);
221 extern void rcu_bh_qs(int cpu);
222 extern void rcu_check_callbacks(int cpu, int user);
223 struct notifier_block;
224 extern void rcu_idle_enter(void);
225 extern void rcu_idle_exit(void);
226 extern void rcu_irq_enter(void);
227 extern void rcu_irq_exit(void);
228
229 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
230 extern void rcu_user_enter(void);
231 extern void rcu_user_exit(void);
232 #else
233 static inline void rcu_user_enter(void) { }
234 static inline void rcu_user_exit(void) { }
235 static inline void rcu_user_hooks_switch(struct task_struct *prev,
236                                          struct task_struct *next) { }
237 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
238
239 /**
240  * RCU_NONIDLE - Indicate idle-loop code that needs RCU readers
241  * @a: Code that RCU needs to pay attention to.
242  *
243  * RCU, RCU-bh, and RCU-sched read-side critical sections are forbidden
244  * in the inner idle loop, that is, between the rcu_idle_enter() and
245  * the rcu_idle_exit() -- RCU will happily ignore any such read-side
246  * critical sections.  However, things like powertop need tracepoints
247  * in the inner idle loop.
248  *
249  * This macro provides the way out:  RCU_NONIDLE(do_something_with_RCU())
250  * will tell RCU that it needs to pay attending, invoke its argument
251  * (in this example, a call to the do_something_with_RCU() function),
252  * and then tell RCU to go back to ignoring this CPU.  It is permissible
253  * to nest RCU_NONIDLE() wrappers, but the nesting level is currently
254  * quite limited.  If deeper nesting is required, it will be necessary
255  * to adjust DYNTICK_TASK_NESTING_VALUE accordingly.
256  */
257 #define RCU_NONIDLE(a) \
258         do { \
259                 rcu_irq_enter(); \
260                 do { a; } while (0); \
261                 rcu_irq_exit(); \
262         } while (0)
263
264 #if defined(CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC) || defined(CONFIG_RCU_TRACE) || defined(CONFIG_SMP)
265 extern bool __rcu_is_watching(void);
266 #endif /* #if defined(CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC) || defined(CONFIG_RCU_TRACE) || defined(CONFIG_SMP) */
267
268 /*
269  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
270  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
271  */
272
273 typedef void call_rcu_func_t(struct rcu_head *head,
274                              void (*func)(struct rcu_head *head));
275 void wait_rcu_gp(call_rcu_func_t crf);
276
277 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU)
278 #include <linux/rcutree.h>
279 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU)
280 #include <linux/rcutiny.h>
281 #else
282 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
283 #endif
284
285 /*
286  * init_rcu_head_on_stack()/destroy_rcu_head_on_stack() are needed for dynamic
287  * initialization and destruction of rcu_head on the stack. rcu_head structures
288  * allocated dynamically in the heap or defined statically don't need any
289  * initialization.
290  */
291 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
292 extern void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
293 extern void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
294 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
295 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
296 {
297 }
298
299 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
300 {
301 }
302 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
303
304 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
305 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
306 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
307 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
308 {
309         return 1;
310 }
311 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
312
313 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
314
315 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
316 {
317         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 1, NULL, _THIS_IP_);
318 }
319
320 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
321 {
322         lock_release(map, 1, _THIS_IP_);
323 }
324
325 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
326 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
327 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
328 extern int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
329
330 /**
331  * rcu_read_lock_held() - might we be in RCU read-side critical section?
332  *
333  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an RCU
334  * read-side critical section.  In absence of CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC,
335  * this assumes we are in an RCU read-side critical section unless it can
336  * prove otherwise.  This is useful for debug checks in functions that
337  * require that they be called within an RCU read-side critical section.
338  *
339  * Checks debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
340  * and while lockdep is disabled.
341  *
342  * Note that rcu_read_lock() and the matching rcu_read_unlock() must
343  * occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
344  * rcu_read_unlock() in process context if the matching rcu_read_lock()
345  * was invoked from within an irq handler.
346  *
347  * Note that rcu_read_lock() is disallowed if the CPU is either idle or
348  * offline from an RCU perspective, so check for those as well.
349  */
350 static inline int rcu_read_lock_held(void)
351 {
352         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
353                 return 1;
354         if (!rcu_is_watching())
355                 return 0;
356         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
357                 return 0;
358         return lock_is_held(&rcu_lock_map);
359 }
360
361 /*
362  * rcu_read_lock_bh_held() is defined out of line to avoid #include-file
363  * hell.
364  */
365 extern int rcu_read_lock_bh_held(void);
366
367 /**
368  * rcu_read_lock_sched_held() - might we be in RCU-sched read-side critical section?
369  *
370  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an
371  * RCU-sched read-side critical section.  In absence of
372  * CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC, this assumes we are in an RCU-sched read-side
373  * critical section unless it can prove otherwise.  Note that disabling
374  * of preemption (including disabling irqs) counts as an RCU-sched
375  * read-side critical section.  This is useful for debug checks in functions
376  * that required that they be called within an RCU-sched read-side
377  * critical section.
378  *
379  * Check debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
380  * and while lockdep is disabled.
381  *
382  * Note that if the CPU is in the idle loop from an RCU point of
383  * view (ie: that we are in the section between rcu_idle_enter() and
384  * rcu_idle_exit()) then rcu_read_lock_held() returns false even if the CPU
385  * did an rcu_read_lock().  The reason for this is that RCU ignores CPUs
386  * that are in such a section, considering these as in extended quiescent
387  * state, so such a CPU is effectively never in an RCU read-side critical
388  * section regardless of what RCU primitives it invokes.  This state of
389  * affairs is required --- we need to keep an RCU-free window in idle
390  * where the CPU may possibly enter into low power mode. This way we can
391  * notice an extended quiescent state to other CPUs that started a grace
392  * period. Otherwise we would delay any grace period as long as we run in
393  * the idle task.
394  *
395  * Similarly, we avoid claiming an SRCU read lock held if the current
396  * CPU is offline.
397  */
398 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
399 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
400 {
401         int lockdep_opinion = 0;
402
403         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
404                 return 1;
405         if (!rcu_is_watching())
406                 return 0;
407         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
408                 return 0;
409         if (debug_locks)
410                 lockdep_opinion = lock_is_held(&rcu_sched_lock_map);
411         return lockdep_opinion || preempt_count() != 0 || irqs_disabled();
412 }
413 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
414 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
415 {
416         return 1;
417 }
418 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
419
420 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
421
422 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
423 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
424
425 static inline int rcu_read_lock_held(void)
426 {
427         return 1;
428 }
429
430 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
431 {
432         return 1;
433 }
434
435 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
436 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
437 {
438         return preempt_count() != 0 || irqs_disabled();
439 }
440 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
441 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
442 {
443         return 1;
444 }
445 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
446
447 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
448
449 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
450
451 /**
452  * rcu_lockdep_assert - emit lockdep splat if specified condition not met
453  * @c: condition to check
454  * @s: informative message
455  */
456 #define rcu_lockdep_assert(c, s)                                        \
457         do {                                                            \
458                 static bool __section(.data.unlikely) __warned;         \
459                 if (debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned && !(c)) { \
460                         __warned = true;                                \
461                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
462                 }                                                       \
463         } while (0)
464
465 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
466 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
467 {
468         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
469                            "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
470 }
471 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
472 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
473 {
474 }
475 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
476
477 #define rcu_sleep_check()                                               \
478         do {                                                            \
479                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
480                 rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),     \
481                                    "Illegal context switch in RCU-bh"   \
482                                    " read-side critical section");      \
483                 rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),  \
484                                    "Illegal context switch in RCU-sched"\
485                                    " read-side critical section");      \
486         } while (0)
487
488 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
489
490 #define rcu_lockdep_assert(c, s) do { } while (0)
491 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
492
493 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
494
495 /*
496  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
497  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
498  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
499  * multiple flavors of pointers to match the multiple flavors of RCU
500  * (e.g., __rcu_bh, * __rcu_sched, and __srcu), should this make sense in
501  * the future.
502  */
503
504 #ifdef __CHECKER__
505 #define rcu_dereference_sparse(p, space) \
506         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
507 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
508 #define rcu_dereference_sparse(p, space)
509 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
510
511 #define __rcu_access_pointer(p, space) \
512         ({ \
513                 typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p)*__force )ACCESS_ONCE(p); \
514                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
515                 ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
516         })
517 #define __rcu_dereference_check(p, c, space) \
518         ({ \
519                 typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p)*__force )ACCESS_ONCE(p); \
520                 rcu_lockdep_assert(c, "suspicious rcu_dereference_check()" \
521                                       " usage"); \
522                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
523                 smp_read_barrier_depends(); \
524                 ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
525         })
526 #define __rcu_dereference_protected(p, c, space) \
527         ({ \
528                 rcu_lockdep_assert(c, "suspicious rcu_dereference_protected()" \
529                                       " usage"); \
530                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
531                 ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
532         })
533
534 #define __rcu_access_index(p, space) \
535         ({ \
536                 typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
537                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
538                 (_________p1); \
539         })
540 #define __rcu_dereference_index_check(p, c) \
541         ({ \
542                 typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
543                 rcu_lockdep_assert(c, \
544                                    "suspicious rcu_dereference_index_check()" \
545                                    " usage"); \
546                 smp_read_barrier_depends(); \
547                 (_________p1); \
548         })
549 #define __rcu_assign_pointer(p, v, space) \
550         do { \
551                 smp_wmb(); \
552                 (p) = (typeof(*v) __force space *)(v); \
553         } while (0)
554
555
556 /**
557  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
558  * @p: The pointer to read
559  *
560  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
561  * smp_read_barrier_depends() and keep the ACCESS_ONCE().  This is useful
562  * when the value of this pointer is accessed, but the pointer is not
563  * dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer against
564  * NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases where
565  * update-side locks prevent the value of the pointer from changing, you
566  * should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
567  *
568  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
569  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as
570  * is the case in the context of the RCU callback that is freeing up
571  * the data, or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful
572  * when tearing down multi-linked structures after a grace period
573  * has elapsed.
574  */
575 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __rcu)
576
577 /**
578  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference 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  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
583  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
584  * indicate the various locking conditions that should be held at that
585  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
586  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
587  * (rcu_read_lock()) is included.
588  *
589  * For example:
590  *
591  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
592  *
593  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
594  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
595  * the bar struct at foo->bar is held.
596  *
597  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
598  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
599  * target struct:
600  *
601  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
602  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
603  *
604  * Inserts memory barriers on architectures that require them
605  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
606  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
607  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
608  * annotated as __rcu.
609  */
610 #define rcu_dereference_check(p, c) \
611         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_held() || (c), __rcu)
612
613 /**
614  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
615  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
616  * @c: The conditions under which the dereference will take place
617  *
618  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().
619  */
620 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
621         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_bh_held() || (c), __rcu)
622
623 /**
624  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
625  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
626  * @c: The conditions under which the dereference will take place
627  *
628  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
629  */
630 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
631         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_sched_held() || (c), \
632                                 __rcu)
633
634 #define rcu_dereference_raw(p) rcu_dereference_check(p, 1) /*@@@ needed? @@@*/
635
636 /*
637  * The tracing infrastructure traces RCU (we want that), but unfortunately
638  * some of the RCU checks causes tracing to lock up the system.
639  *
640  * The tracing version of rcu_dereference_raw() must not call
641  * rcu_read_lock_held().
642  */
643 #define rcu_dereference_raw_notrace(p) __rcu_dereference_check((p), 1, __rcu)
644
645 /**
646  * rcu_access_index() - fetch RCU index with no dereferencing
647  * @p: The index to read
648  *
649  * Return the value of the specified RCU-protected index, but omit the
650  * smp_read_barrier_depends() and keep the ACCESS_ONCE().  This is useful
651  * when the value of this index is accessed, but the index is not
652  * dereferenced, for example, when testing an RCU-protected index against
653  * -1.  Although rcu_access_index() may also be used in cases where
654  * update-side locks prevent the value of the index from changing, you
655  * should instead use rcu_dereference_index_protected() for this use case.
656  */
657 #define rcu_access_index(p) __rcu_access_index((p), __rcu)
658
659 /**
660  * rcu_dereference_index_check() - rcu_dereference for indices with debug checking
661  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
662  * @c: The conditions under which the dereference will take place
663  *
664  * Similar to rcu_dereference_check(), but omits the sparse checking.
665  * This allows rcu_dereference_index_check() to be used on integers,
666  * which can then be used as array indices.  Attempting to use
667  * rcu_dereference_check() on an integer will give compiler warnings
668  * because the sparse address-space mechanism relies on dereferencing
669  * the RCU-protected pointer.  Dereferencing integers is not something
670  * that even gcc will put up with.
671  *
672  * Note that this function does not implicitly check for RCU read-side
673  * critical sections.  If this function gains lots of uses, it might
674  * make sense to provide versions for each flavor of RCU, but it does
675  * not make sense as of early 2010.
676  */
677 #define rcu_dereference_index_check(p, c) \
678         __rcu_dereference_index_check((p), (c))
679
680 /**
681  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
682  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
683  * @c: The conditions under which the dereference will take place
684  *
685  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
686  * both the smp_read_barrier_depends() and the ACCESS_ONCE().  This
687  * is useful in cases where update-side locks prevent the value of the
688  * pointer from changing.  Please note that this primitive does -not-
689  * prevent the compiler from repeating this reference or combining it
690  * with other references, so it should not be used without protection
691  * of appropriate locks.
692  *
693  * This function is only for update-side use.  Using this function
694  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
695  * but very ugly failures.
696  */
697 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
698         __rcu_dereference_protected((p), (c), __rcu)
699
700
701 /**
702  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
703  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
704  *
705  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
706  */
707 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
708
709 /**
710  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
711  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
712  *
713  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
714  */
715 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
716
717 /**
718  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
719  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
720  *
721  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
722  */
723 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
724
725 /**
726  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
727  *
728  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
729  * are within RCU read-side critical sections, then the
730  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
731  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
732  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
733  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
734  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
735  *
736  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
737  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
738  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
739  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
740  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
741  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
742  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
743  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
744  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
745  * callback would free up) has completed before the corresponding
746  * RCU callback is invoked.
747  *
748  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
749  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
750  * completes.
751  *
752  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
753  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
754  * read-side critical section that would block in a !PREEMPT kernel.
755  * But if you want the full story, read on!
756  *
757  * In non-preemptible RCU implementations (TREE_RCU and TINY_RCU), it
758  * is illegal to block while in an RCU read-side critical section.  In
759  * preemptible RCU implementations (TREE_PREEMPT_RCU and TINY_PREEMPT_RCU)
760  * in CONFIG_PREEMPT kernel builds, RCU read-side critical sections may
761  * be preempted, but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible
762  * RCU implementations in real-time (with -rt patchset) kernel builds,
763  * RCU read-side critical sections may be preempted and they may also
764  * block, but only when acquiring spinlocks that are subject to priority
765  * inheritance.
766  */
767 static inline void rcu_read_lock(void)
768 {
769         __rcu_read_lock();
770         __acquire(RCU);
771         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
772         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
773                            "rcu_read_lock() used illegally while idle");
774 }
775
776 /*
777  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
778  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
779  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
780  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
781  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
782  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
783  * others' way, as long as they do so.
784  */
785
786 /**
787  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
788  *
789  * See rcu_read_lock() for more information.
790  */
791 static inline void rcu_read_unlock(void)
792 {
793         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
794                            "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
795         rcu_lock_release(&rcu_lock_map);
796         __release(RCU);
797         __rcu_read_unlock();
798 }
799
800 /**
801  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
802  *
803  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
804  * are being done using call_rcu_bh() or synchronize_rcu_bh(). Since
805  * both call_rcu_bh() and synchronize_rcu_bh() consider completion of a
806  * softirq handler to be a quiescent state, a process in RCU read-side
807  * critical section must be protected by disabling softirqs. Read-side
808  * critical sections in interrupt context can use just rcu_read_lock(),
809  * though this should at least be commented to avoid confusing people
810  * reading the code.
811  *
812  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
813  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
814  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
815  * was invoked from some other task.
816  */
817 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
818 {
819         local_bh_disable();
820         __acquire(RCU_BH);
821         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
822         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
823                            "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
824 }
825
826 /*
827  * rcu_read_unlock_bh - marks the end of a softirq-only RCU critical section
828  *
829  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
830  */
831 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
832 {
833         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
834                            "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
835         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
836         __release(RCU_BH);
837         local_bh_enable();
838 }
839
840 /**
841  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
842  *
843  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
844  * are being done using call_rcu_sched() or synchronize_rcu_sched().
845  * Read-side critical sections can also be introduced by anything that
846  * disables preemption, including local_irq_disable() and friends.
847  *
848  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
849  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
850  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
851  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
852  */
853 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
854 {
855         preempt_disable();
856         __acquire(RCU_SCHED);
857         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
858         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
859                            "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
860 }
861
862 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
863 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
864 {
865         preempt_disable_notrace();
866         __acquire(RCU_SCHED);
867 }
868
869 /*
870  * rcu_read_unlock_sched - marks the end of a RCU-classic critical section
871  *
872  * See rcu_read_lock_sched for more information.
873  */
874 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
875 {
876         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(),
877                            "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
878         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
879         __release(RCU_SCHED);
880         preempt_enable();
881 }
882
883 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
884 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
885 {
886         __release(RCU_SCHED);
887         preempt_enable_notrace();
888 }
889
890 /**
891  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
892  * @p: pointer to assign to
893  * @v: value to assign (publish)
894  *
895  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
896  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
897  * any prior initialization.
898  *
899  * Inserts memory barriers on architectures that require them
900  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
901  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
902  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
903  * will be dereferenced by RCU read-side code.
904  *
905  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
906  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
907  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
908  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
909  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
910  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
911  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
912  */
913 #define rcu_assign_pointer(p, v) \
914         __rcu_assign_pointer((p), (v), __rcu)
915
916 /**
917  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
918  *
919  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
920  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
921  * special cases are:
922  *
923  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer -or-
924  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
925  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer -or-
926  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
927  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() -and-
928  *      a.      You have not made -any- reader-visible changes to
929  *              this structure since then -or-
930  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
931  *              new location to see the old state of the structure.  (For
932  *              example, the changes were to statistical counters or to
933  *              other state where exact synchronization is not required.)
934  *
935  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
936  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
937  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
938  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
939  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
940  *
941  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
942  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
943  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
944  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
945  * external-to-structure pointer -after- you have completely initialized
946  * the reader-accessible portions of the linked structure.
947  */
948 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
949         do { \
950                 p = (typeof(*v) __force __rcu *)(v); \
951         } while (0)
952
953 /**
954  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
955  *
956  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
957  */
958 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
959                 .p = (typeof(*v) __force __rcu *)(v)
960
961 /*
962  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
963  * structure can be handled by kfree_rcu()?
964  */
965 #define __is_kfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
966
967 /*
968  * Helper macro for kfree_rcu() to prevent argument-expansion eyestrain.
969  */
970 #define __kfree_rcu(head, offset) \
971         do { \
972                 BUILD_BUG_ON(!__is_kfree_rcu_offset(offset)); \
973                 kfree_call_rcu(head, (void (*)(struct rcu_head *))(unsigned long)(offset)); \
974         } while (0)
975
976 /**
977  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
978  * @ptr:        pointer to kfree
979  * @rcu_head:   the name of the struct rcu_head within the type of @ptr.
980  *
981  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
982  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
983  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
984  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
985  *
986  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
987  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
988  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
989  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
990  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
991  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
992  * be generated in __kfree_rcu().  If this error is triggered, you can
993  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
994  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
995  *
996  * Note that the allowable offset might decrease in the future, for example,
997  * to allow something like kmem_cache_free_rcu().
998  *
999  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
1000  * checks are done in macros here.
1001  */
1002 #define kfree_rcu(ptr, rcu_head)                                        \
1003         __kfree_rcu(&((ptr)->rcu_head), offsetof(typeof(*(ptr)), rcu_head))
1004
1005 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
1006 extern bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu);
1007 #else
1008 static inline bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu) { return false; }
1009 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
1010
1011
1012 /* Only for use by adaptive-ticks code. */
1013 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
1014 extern bool rcu_sys_is_idle(void);
1015 extern void rcu_sysidle_force_exit(void);
1016 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
1017
1018 static inline bool rcu_sys_is_idle(void)
1019 {
1020         return false;
1021 }
1022
1023 static inline void rcu_sysidle_force_exit(void)
1024 {
1025 }
1026
1027 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
1028
1029
1030 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */