Merge tag 'sched-urgent-2022-08-06' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / include / linux / rcupdate.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ */
2 /*
3  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
4  *
5  * Copyright IBM Corporation, 2001
6  *
7  * Author: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
8  *
9  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@vnet.ibm.com>
10  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
11  * Papers:
12  * http://www.rdrop.com/users/paulmck/paper/rclockpdcsproof.pdf
13  * http://lse.sourceforge.net/locking/rclock_OLS.2001.05.01c.sc.pdf (OLS2001)
14  *
15  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
16  *              http://lse.sourceforge.net/locking/rcupdate.html
17  *
18  */
19
20 #ifndef __LINUX_RCUPDATE_H
21 #define __LINUX_RCUPDATE_H
22
23 #include <linux/types.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/atomic.h>
26 #include <linux/irqflags.h>
27 #include <linux/preempt.h>
28 #include <linux/bottom_half.h>
29 #include <linux/lockdep.h>
30 #include <asm/processor.h>
31 #include <linux/cpumask.h>
32 #include <linux/context_tracking_irq.h>
33
34 #define ULONG_CMP_GE(a, b)      (ULONG_MAX / 2 >= (a) - (b))
35 #define ULONG_CMP_LT(a, b)      (ULONG_MAX / 2 < (a) - (b))
36 #define ulong2long(a)           (*(long *)(&(a)))
37 #define USHORT_CMP_GE(a, b)     (USHRT_MAX / 2 >= (unsigned short)((a) - (b)))
38 #define USHORT_CMP_LT(a, b)     (USHRT_MAX / 2 < (unsigned short)((a) - (b)))
39
40 /* Exported common interfaces */
41 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
42 void rcu_barrier_tasks(void);
43 void rcu_barrier_tasks_rude(void);
44 void synchronize_rcu(void);
45 unsigned long get_completed_synchronize_rcu(void);
46
47 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
48
49 void __rcu_read_lock(void);
50 void __rcu_read_unlock(void);
51
52 /*
53  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
54  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
55  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
56  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
57  */
58 #define rcu_preempt_depth() READ_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting)
59
60 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
61
62 #ifdef CONFIG_TINY_RCU
63 #define rcu_read_unlock_strict() do { } while (0)
64 #else
65 void rcu_read_unlock_strict(void);
66 #endif
67
68 static inline void __rcu_read_lock(void)
69 {
70         preempt_disable();
71 }
72
73 static inline void __rcu_read_unlock(void)
74 {
75         preempt_enable();
76         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
77                 rcu_read_unlock_strict();
78 }
79
80 static inline int rcu_preempt_depth(void)
81 {
82         return 0;
83 }
84
85 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
86
87 /* Internal to kernel */
88 void rcu_init(void);
89 extern int rcu_scheduler_active;
90 void rcu_sched_clock_irq(int user);
91 void rcu_report_dead(unsigned int cpu);
92 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu);
93
94 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC
95 void rcu_init_tasks_generic(void);
96 #else
97 static inline void rcu_init_tasks_generic(void) { }
98 #endif
99
100 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
101 void rcu_sysrq_start(void);
102 void rcu_sysrq_end(void);
103 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
104 static inline void rcu_sysrq_start(void) { }
105 static inline void rcu_sysrq_end(void) { }
106 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
107
108 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK))
109 void rcu_irq_work_resched(void);
110 #else
111 static inline void rcu_irq_work_resched(void) { }
112 #endif
113
114 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
115 void rcu_init_nohz(void);
116 int rcu_nocb_cpu_offload(int cpu);
117 int rcu_nocb_cpu_deoffload(int cpu);
118 void rcu_nocb_flush_deferred_wakeup(void);
119 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
120 static inline void rcu_init_nohz(void) { }
121 static inline int rcu_nocb_cpu_offload(int cpu) { return -EINVAL; }
122 static inline int rcu_nocb_cpu_deoffload(int cpu) { return 0; }
123 static inline void rcu_nocb_flush_deferred_wakeup(void) { }
124 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
125
126 /**
127  * RCU_NONIDLE - Indicate idle-loop code that needs RCU readers
128  * @a: Code that RCU needs to pay attention to.
129  *
130  * RCU read-side critical sections are forbidden in the inner idle loop,
131  * that is, between the ct_idle_enter() and the ct_idle_exit() -- RCU
132  * will happily ignore any such read-side critical sections.  However,
133  * things like powertop need tracepoints in the inner idle loop.
134  *
135  * This macro provides the way out:  RCU_NONIDLE(do_something_with_RCU())
136  * will tell RCU that it needs to pay attention, invoke its argument
137  * (in this example, calling the do_something_with_RCU() function),
138  * and then tell RCU to go back to ignoring this CPU.  It is permissible
139  * to nest RCU_NONIDLE() wrappers, but not indefinitely (but the limit is
140  * on the order of a million or so, even on 32-bit systems).  It is
141  * not legal to block within RCU_NONIDLE(), nor is it permissible to
142  * transfer control either into or out of RCU_NONIDLE()'s statement.
143  */
144 #define RCU_NONIDLE(a) \
145         do { \
146                 ct_irq_enter_irqson(); \
147                 do { a; } while (0); \
148                 ct_irq_exit_irqson(); \
149         } while (0)
150
151 /*
152  * Note a quasi-voluntary context switch for RCU-tasks's benefit.
153  * This is a macro rather than an inline function to avoid #include hell.
154  */
155 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC
156
157 # ifdef CONFIG_TASKS_RCU
158 # define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt)                               \
159         do {                                                            \
160                 if (!(preempt) && READ_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout))    \
161                         WRITE_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout, false);      \
162         } while (0)
163 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
164 void synchronize_rcu_tasks(void);
165 # else
166 # define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt) do { } while (0)
167 # define call_rcu_tasks call_rcu
168 # define synchronize_rcu_tasks synchronize_rcu
169 # endif
170
171 # ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
172 // Bits for ->trc_reader_special.b.need_qs field.
173 #define TRC_NEED_QS             0x1  // Task needs a quiescent state.
174 #define TRC_NEED_QS_CHECKED     0x2  // Task has been checked for needing quiescent state.
175
176 u8 rcu_trc_cmpxchg_need_qs(struct task_struct *t, u8 old, u8 new);
177 void rcu_tasks_trace_qs_blkd(struct task_struct *t);
178
179 # define rcu_tasks_trace_qs(t)                                                  \
180         do {                                                                    \
181                 int ___rttq_nesting = READ_ONCE((t)->trc_reader_nesting);       \
182                                                                                 \
183                 if (likely(!READ_ONCE((t)->trc_reader_special.b.need_qs)) &&    \
184                     likely(!___rttq_nesting)) {                                 \
185                         rcu_trc_cmpxchg_need_qs((t), 0, TRC_NEED_QS_CHECKED);   \
186                 } else if (___rttq_nesting && ___rttq_nesting != INT_MIN &&     \
187                            !READ_ONCE((t)->trc_reader_special.b.blocked)) {     \
188                         rcu_tasks_trace_qs_blkd(t);                             \
189                 }                                                               \
190         } while (0)
191 # else
192 # define rcu_tasks_trace_qs(t) do { } while (0)
193 # endif
194
195 #define rcu_tasks_qs(t, preempt)                                        \
196 do {                                                                    \
197         rcu_tasks_classic_qs((t), (preempt));                           \
198         rcu_tasks_trace_qs(t);                                          \
199 } while (0)
200
201 # ifdef CONFIG_TASKS_RUDE_RCU
202 void call_rcu_tasks_rude(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
203 void synchronize_rcu_tasks_rude(void);
204 # endif
205
206 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) rcu_tasks_qs(t, false)
207 void exit_tasks_rcu_start(void);
208 void exit_tasks_rcu_finish(void);
209 #else /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */
210 #define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt) do { } while (0)
211 #define rcu_tasks_qs(t, preempt) do { } while (0)
212 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) do { } while (0)
213 #define call_rcu_tasks call_rcu
214 #define synchronize_rcu_tasks synchronize_rcu
215 static inline void exit_tasks_rcu_start(void) { }
216 static inline void exit_tasks_rcu_finish(void) { }
217 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */
218
219 /**
220  * cond_resched_tasks_rcu_qs - Report potential quiescent states to RCU
221  *
222  * This macro resembles cond_resched(), except that it is defined to
223  * report potential quiescent states to RCU-tasks even if the cond_resched()
224  * machinery were to be shut off, as some advocate for PREEMPTION kernels.
225  */
226 #define cond_resched_tasks_rcu_qs() \
227 do { \
228         rcu_tasks_qs(current, false); \
229         cond_resched(); \
230 } while (0)
231
232 /*
233  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
234  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
235  */
236
237 #if defined(CONFIG_TREE_RCU)
238 #include <linux/rcutree.h>
239 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU)
240 #include <linux/rcutiny.h>
241 #else
242 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
243 #endif
244
245 /*
246  * The init_rcu_head_on_stack() and destroy_rcu_head_on_stack() calls
247  * are needed for dynamic initialization and destruction of rcu_head
248  * on the stack, and init_rcu_head()/destroy_rcu_head() are needed for
249  * dynamic initialization and destruction of statically allocated rcu_head
250  * structures.  However, rcu_head structures allocated dynamically in the
251  * heap don't need any initialization.
252  */
253 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
254 void init_rcu_head(struct rcu_head *head);
255 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head);
256 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
257 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
258 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
259 static inline void init_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
260 static inline void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
261 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
262 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
263 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
264
265 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
266 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
267 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
268 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void) { return true; }
269 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
270
271 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
272 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
273 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
274 extern struct lockdep_map rcu_callback_map;
275
276 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
277
278 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
279 {
280         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 0, NULL, _THIS_IP_);
281 }
282
283 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
284 {
285         lock_release(map, _THIS_IP_);
286 }
287
288 int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
289 int rcu_read_lock_held(void);
290 int rcu_read_lock_bh_held(void);
291 int rcu_read_lock_sched_held(void);
292 int rcu_read_lock_any_held(void);
293
294 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
295
296 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
297 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
298
299 static inline int rcu_read_lock_held(void)
300 {
301         return 1;
302 }
303
304 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
305 {
306         return 1;
307 }
308
309 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
310 {
311         return !preemptible();
312 }
313
314 static inline int rcu_read_lock_any_held(void)
315 {
316         return !preemptible();
317 }
318
319 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
320
321 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
322
323 /**
324  * RCU_LOCKDEP_WARN - emit lockdep splat if specified condition is met
325  * @c: condition to check
326  * @s: informative message
327  */
328 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s)                                          \
329         do {                                                            \
330                 static bool __section(".data.unlikely") __warned;       \
331                 if ((c) && debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned) {  \
332                         __warned = true;                                \
333                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
334                 }                                                       \
335         } while (0)
336
337 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
338 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
339 {
340         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
341                          "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
342 }
343 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
344 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void) { }
345 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
346
347 #define rcu_sleep_check()                                               \
348         do {                                                            \
349                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
350                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))                     \
351                     RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),    \
352                                  "Illegal context switch in RCU-bh read-side critical section"); \
353                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),     \
354                                  "Illegal context switch in RCU-sched read-side critical section"); \
355         } while (0)
356
357 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
358
359 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s) do { } while (0 && (c))
360 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
361
362 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
363
364 /*
365  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
366  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
367  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
368  * multiple pointers markings to match different RCU implementations
369  * (e.g., __srcu), should this make sense in the future.
370  */
371
372 #ifdef __CHECKER__
373 #define rcu_check_sparse(p, space) \
374         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
375 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
376 #define rcu_check_sparse(p, space)
377 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
378
379 #define __unrcu_pointer(p, local)                                       \
380 ({                                                                      \
381         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)(p);                   \
382         rcu_check_sparse(p, __rcu);                                     \
383         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local));                       \
384 })
385 /**
386  * unrcu_pointer - mark a pointer as not being RCU protected
387  * @p: pointer needing to lose its __rcu property
388  *
389  * Converts @p from an __rcu pointer to a __kernel pointer.
390  * This allows an __rcu pointer to be used with xchg() and friends.
391  */
392 #define unrcu_pointer(p) __unrcu_pointer(p, __UNIQUE_ID(rcu))
393
394 #define __rcu_access_pointer(p, local, space) \
395 ({ \
396         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
397         rcu_check_sparse(p, space); \
398         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
399 })
400 #define __rcu_dereference_check(p, local, c, space) \
401 ({ \
402         /* Dependency order vs. p above. */ \
403         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
404         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_check() usage"); \
405         rcu_check_sparse(p, space); \
406         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
407 })
408 #define __rcu_dereference_protected(p, local, c, space) \
409 ({ \
410         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_protected() usage"); \
411         rcu_check_sparse(p, space); \
412         ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
413 })
414 #define __rcu_dereference_raw(p, local) \
415 ({ \
416         /* Dependency order vs. p above. */ \
417         typeof(p) local = READ_ONCE(p); \
418         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
419 })
420 #define rcu_dereference_raw(p) __rcu_dereference_raw(p, __UNIQUE_ID(rcu))
421
422 /**
423  * RCU_INITIALIZER() - statically initialize an RCU-protected global variable
424  * @v: The value to statically initialize with.
425  */
426 #define RCU_INITIALIZER(v) (typeof(*(v)) __force __rcu *)(v)
427
428 /**
429  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
430  * @p: pointer to assign to
431  * @v: value to assign (publish)
432  *
433  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
434  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
435  * any prior initialization.
436  *
437  * Inserts memory barriers on architectures that require them
438  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
439  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
440  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
441  * will be dereferenced by RCU read-side code.
442  *
443  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
444  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
445  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
446  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
447  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
448  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
449  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
450  *
451  * Note that rcu_assign_pointer() evaluates each of its arguments only
452  * once, appearances notwithstanding.  One of the "extra" evaluations
453  * is in typeof() and the other visible only to sparse (__CHECKER__),
454  * neither of which actually execute the argument.  As with most cpp
455  * macros, this execute-arguments-only-once property is important, so
456  * please be careful when making changes to rcu_assign_pointer() and the
457  * other macros that it invokes.
458  */
459 #define rcu_assign_pointer(p, v)                                              \
460 do {                                                                          \
461         uintptr_t _r_a_p__v = (uintptr_t)(v);                                 \
462         rcu_check_sparse(p, __rcu);                                           \
463                                                                               \
464         if (__builtin_constant_p(v) && (_r_a_p__v) == (uintptr_t)NULL)        \
465                 WRITE_ONCE((p), (typeof(p))(_r_a_p__v));                      \
466         else                                                                  \
467                 smp_store_release(&p, RCU_INITIALIZER((typeof(p))_r_a_p__v)); \
468 } while (0)
469
470 /**
471  * rcu_replace_pointer() - replace an RCU pointer, returning its old value
472  * @rcu_ptr: RCU pointer, whose old value is returned
473  * @ptr: regular pointer
474  * @c: the lockdep conditions under which the dereference will take place
475  *
476  * Perform a replacement, where @rcu_ptr is an RCU-annotated
477  * pointer and @c is the lockdep argument that is passed to the
478  * rcu_dereference_protected() call used to read that pointer.  The old
479  * value of @rcu_ptr is returned, and @rcu_ptr is set to @ptr.
480  */
481 #define rcu_replace_pointer(rcu_ptr, ptr, c)                            \
482 ({                                                                      \
483         typeof(ptr) __tmp = rcu_dereference_protected((rcu_ptr), (c));  \
484         rcu_assign_pointer((rcu_ptr), (ptr));                           \
485         __tmp;                                                          \
486 })
487
488 /**
489  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
490  * @p: The pointer to read
491  *
492  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
493  * lockdep checks for being in an RCU read-side critical section.  This is
494  * useful when the value of this pointer is accessed, but the pointer is
495  * not dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer
496  * against NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases
497  * where update-side locks prevent the value of the pointer from changing,
498  * you should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
499  *
500  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
501  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as
502  * is the case in the context of the RCU callback that is freeing up
503  * the data, or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful
504  * when tearing down multi-linked structures after a grace period
505  * has elapsed.
506  */
507 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __UNIQUE_ID(rcu), __rcu)
508
509 /**
510  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
511  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
512  * @c: The conditions under which the dereference will take place
513  *
514  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
515  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
516  * indicate the various locking conditions that should be held at that
517  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
518  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
519  * (rcu_read_lock()) is included.
520  *
521  * For example:
522  *
523  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
524  *
525  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
526  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
527  * the bar struct at foo->bar is held.
528  *
529  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
530  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
531  * target struct:
532  *
533  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
534  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
535  *
536  * Inserts memory barriers on architectures that require them
537  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
538  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
539  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
540  * annotated as __rcu.
541  */
542 #define rcu_dereference_check(p, c) \
543         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
544                                 (c) || rcu_read_lock_held(), __rcu)
545
546 /**
547  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
548  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
549  * @c: The conditions under which the dereference will take place
550  *
551  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().  However,
552  * please note that starting in v5.0 kernels, vanilla RCU grace periods
553  * wait for local_bh_disable() regions of code in addition to regions of
554  * code demarked by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock().  This means
555  * that synchronize_rcu(), call_rcu, and friends all take not only
556  * rcu_read_lock() but also rcu_read_lock_bh() into account.
557  */
558 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
559         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
560                                 (c) || rcu_read_lock_bh_held(), __rcu)
561
562 /**
563  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
564  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
565  * @c: The conditions under which the dereference will take place
566  *
567  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
568  * However, please note that starting in v5.0 kernels, vanilla RCU grace
569  * periods wait for preempt_disable() regions of code in addition to
570  * regions of code demarked by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock().
571  * This means that synchronize_rcu(), call_rcu, and friends all take not
572  * only rcu_read_lock() but also rcu_read_lock_sched() into account.
573  */
574 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
575         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
576                                 (c) || rcu_read_lock_sched_held(), \
577                                 __rcu)
578
579 /*
580  * The tracing infrastructure traces RCU (we want that), but unfortunately
581  * some of the RCU checks causes tracing to lock up the system.
582  *
583  * The no-tracing version of rcu_dereference_raw() must not call
584  * rcu_read_lock_held().
585  */
586 #define rcu_dereference_raw_check(p) \
587         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), 1, __rcu)
588
589 /**
590  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
591  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
592  * @c: The conditions under which the dereference will take place
593  *
594  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
595  * the READ_ONCE().  This is useful in cases where update-side locks
596  * prevent the value of the pointer from changing.  Please note that this
597  * primitive does *not* prevent the compiler from repeating this reference
598  * or combining it with other references, so it should not be used without
599  * protection of appropriate locks.
600  *
601  * This function is only for update-side use.  Using this function
602  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
603  * but very ugly failures.
604  */
605 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
606         __rcu_dereference_protected((p), __UNIQUE_ID(rcu), (c), __rcu)
607
608
609 /**
610  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
611  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
612  *
613  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
614  */
615 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
616
617 /**
618  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
619  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
620  *
621  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
622  */
623 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
624
625 /**
626  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
627  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
628  *
629  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
630  */
631 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
632
633 /**
634  * rcu_pointer_handoff() - Hand off a pointer from RCU to other mechanism
635  * @p: The pointer to hand off
636  *
637  * This is simply an identity function, but it documents where a pointer
638  * is handed off from RCU to some other synchronization mechanism, for
639  * example, reference counting or locking.  In C11, it would map to
640  * kill_dependency().  It could be used as follows::
641  *
642  *      rcu_read_lock();
643  *      p = rcu_dereference(gp);
644  *      long_lived = is_long_lived(p);
645  *      if (long_lived) {
646  *              if (!atomic_inc_not_zero(p->refcnt))
647  *                      long_lived = false;
648  *              else
649  *                      p = rcu_pointer_handoff(p);
650  *      }
651  *      rcu_read_unlock();
652  */
653 #define rcu_pointer_handoff(p) (p)
654
655 /**
656  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
657  *
658  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
659  * are within RCU read-side critical sections, then the
660  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
661  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
662  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
663  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
664  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
665  *
666  * In v5.0 and later kernels, synchronize_rcu() and call_rcu() also
667  * wait for regions of code with preemption disabled, including regions of
668  * code with interrupts or softirqs disabled.  In pre-v5.0 kernels, which
669  * define synchronize_sched(), only code enclosed within rcu_read_lock()
670  * and rcu_read_unlock() are guaranteed to be waited for.
671  *
672  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
673  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
674  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
675  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
676  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
677  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
678  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
679  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
680  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
681  * callback would free up) has completed before the corresponding
682  * RCU callback is invoked.
683  *
684  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
685  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
686  * completes.
687  *
688  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
689  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
690  * read-side critical section that would block in a !PREEMPTION kernel.
691  * But if you want the full story, read on!
692  *
693  * In non-preemptible RCU implementations (pure TREE_RCU and TINY_RCU),
694  * it is illegal to block while in an RCU read-side critical section.
695  * In preemptible RCU implementations (PREEMPT_RCU) in CONFIG_PREEMPTION
696  * kernel builds, RCU read-side critical sections may be preempted,
697  * but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible RCU
698  * implementations in real-time (with -rt patchset) kernel builds, RCU
699  * read-side critical sections may be preempted and they may also block, but
700  * only when acquiring spinlocks that are subject to priority inheritance.
701  */
702 static __always_inline void rcu_read_lock(void)
703 {
704         __rcu_read_lock();
705         __acquire(RCU);
706         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
707         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
708                          "rcu_read_lock() used illegally while idle");
709 }
710
711 /*
712  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
713  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
714  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
715  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
716  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
717  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
718  * others' way, as long as they do so.
719  */
720
721 /**
722  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
723  *
724  * In almost all situations, rcu_read_unlock() is immune from deadlock.
725  * In recent kernels that have consolidated synchronize_sched() and
726  * synchronize_rcu_bh() into synchronize_rcu(), this deadlock immunity
727  * also extends to the scheduler's runqueue and priority-inheritance
728  * spinlocks, courtesy of the quiescent-state deferral that is carried
729  * out when rcu_read_unlock() is invoked with interrupts disabled.
730  *
731  * See rcu_read_lock() for more information.
732  */
733 static inline void rcu_read_unlock(void)
734 {
735         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
736                          "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
737         __release(RCU);
738         __rcu_read_unlock();
739         rcu_lock_release(&rcu_lock_map); /* Keep acq info for rls diags. */
740 }
741
742 /**
743  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
744  *
745  * This is equivalent to rcu_read_lock(), but also disables softirqs.
746  * Note that anything else that disables softirqs can also serve as an RCU
747  * read-side critical section.  However, please note that this equivalence
748  * applies only to v5.0 and later.  Before v5.0, rcu_read_lock() and
749  * rcu_read_lock_bh() were unrelated.
750  *
751  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
752  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
753  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
754  * was invoked from some other task.
755  */
756 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
757 {
758         local_bh_disable();
759         __acquire(RCU_BH);
760         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
761         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
762                          "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
763 }
764
765 /**
766  * rcu_read_unlock_bh() - marks the end of a softirq-only RCU critical section
767  *
768  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
769  */
770 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
771 {
772         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
773                          "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
774         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
775         __release(RCU_BH);
776         local_bh_enable();
777 }
778
779 /**
780  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
781  *
782  * This is equivalent to rcu_read_lock(), but also disables preemption.
783  * Read-side critical sections can also be introduced by anything else that
784  * disables preemption, including local_irq_disable() and friends.  However,
785  * please note that the equivalence to rcu_read_lock() applies only to
786  * v5.0 and later.  Before v5.0, rcu_read_lock() and rcu_read_lock_sched()
787  * were unrelated.
788  *
789  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
790  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
791  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
792  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
793  */
794 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
795 {
796         preempt_disable();
797         __acquire(RCU_SCHED);
798         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
799         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
800                          "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
801 }
802
803 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
804 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
805 {
806         preempt_disable_notrace();
807         __acquire(RCU_SCHED);
808 }
809
810 /**
811  * rcu_read_unlock_sched() - marks the end of a RCU-classic critical section
812  *
813  * See rcu_read_lock_sched() for more information.
814  */
815 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
816 {
817         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
818                          "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
819         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
820         __release(RCU_SCHED);
821         preempt_enable();
822 }
823
824 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
825 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
826 {
827         __release(RCU_SCHED);
828         preempt_enable_notrace();
829 }
830
831 /**
832  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
833  * @p: The pointer to be initialized.
834  * @v: The value to initialized the pointer to.
835  *
836  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
837  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
838  * special cases are:
839  *
840  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer *or*
841  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
842  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer *or*
843  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
844  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() *and*
845  *
846  *      a.      You have not made *any* reader-visible changes to
847  *              this structure since then *or*
848  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
849  *              new location to see the old state of the structure.  (For
850  *              example, the changes were to statistical counters or to
851  *              other state where exact synchronization is not required.)
852  *
853  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
854  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
855  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
856  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
857  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
858  *
859  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
860  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
861  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
862  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
863  * external-to-structure pointer *after* you have completely initialized
864  * the reader-accessible portions of the linked structure.
865  *
866  * Note that unlike rcu_assign_pointer(), RCU_INIT_POINTER() provides no
867  * ordering guarantees for either the CPU or the compiler.
868  */
869 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
870         do { \
871                 rcu_check_sparse(p, __rcu); \
872                 WRITE_ONCE(p, RCU_INITIALIZER(v)); \
873         } while (0)
874
875 /**
876  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
877  * @p: The pointer to be initialized.
878  * @v: The value to initialized the pointer to.
879  *
880  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
881  */
882 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
883                 .p = RCU_INITIALIZER(v)
884
885 /*
886  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
887  * structure can be handled by kvfree_rcu()?
888  */
889 #define __is_kvfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
890
891 /**
892  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
893  * @ptr: pointer to kfree for both single- and double-argument invocations.
894  * @rhf: the name of the struct rcu_head within the type of @ptr,
895  *       but only for double-argument invocations.
896  *
897  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
898  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
899  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
900  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
901  *
902  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
903  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
904  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
905  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
906  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
907  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
908  * be generated in kvfree_rcu_arg_2(). If this error is triggered, you can
909  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
910  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
911  *
912  * Note that the allowable offset might decrease in the future, for example,
913  * to allow something like kmem_cache_free_rcu().
914  *
915  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
916  * checks are done in macros here.
917  */
918 #define kfree_rcu(ptr, rhf...) kvfree_rcu(ptr, ## rhf)
919
920 /**
921  * kvfree_rcu() - kvfree an object after a grace period.
922  *
923  * This macro consists of one or two arguments and it is
924  * based on whether an object is head-less or not. If it
925  * has a head then a semantic stays the same as it used
926  * to be before:
927  *
928  *     kvfree_rcu(ptr, rhf);
929  *
930  * where @ptr is a pointer to kvfree(), @rhf is the name
931  * of the rcu_head structure within the type of @ptr.
932  *
933  * When it comes to head-less variant, only one argument
934  * is passed and that is just a pointer which has to be
935  * freed after a grace period. Therefore the semantic is
936  *
937  *     kvfree_rcu(ptr);
938  *
939  * where @ptr is the pointer to be freed by kvfree().
940  *
941  * Please note, head-less way of freeing is permitted to
942  * use from a context that has to follow might_sleep()
943  * annotation. Otherwise, please switch and embed the
944  * rcu_head structure within the type of @ptr.
945  */
946 #define kvfree_rcu(...) KVFREE_GET_MACRO(__VA_ARGS__,           \
947         kvfree_rcu_arg_2, kvfree_rcu_arg_1)(__VA_ARGS__)
948
949 #define KVFREE_GET_MACRO(_1, _2, NAME, ...) NAME
950 #define kvfree_rcu_arg_2(ptr, rhf)                                      \
951 do {                                                                    \
952         typeof (ptr) ___p = (ptr);                                      \
953                                                                         \
954         if (___p) {                                                                     \
955                 BUILD_BUG_ON(!__is_kvfree_rcu_offset(offsetof(typeof(*(ptr)), rhf)));   \
956                 kvfree_call_rcu(&((___p)->rhf), (rcu_callback_t)(unsigned long)         \
957                         (offsetof(typeof(*(ptr)), rhf)));                               \
958         }                                                                               \
959 } while (0)
960
961 #define kvfree_rcu_arg_1(ptr)                                   \
962 do {                                                            \
963         typeof(ptr) ___p = (ptr);                               \
964                                                                 \
965         if (___p)                                               \
966                 kvfree_call_rcu(NULL, (rcu_callback_t) (___p)); \
967 } while (0)
968
969 /*
970  * Place this after a lock-acquisition primitive to guarantee that
971  * an UNLOCK+LOCK pair acts as a full barrier.  This guarantee applies
972  * if the UNLOCK and LOCK are executed by the same CPU or if the
973  * UNLOCK and LOCK operate on the same lock variable.
974  */
975 #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE
976 #define smp_mb__after_unlock_lock()     smp_mb()  /* Full ordering for lock. */
977 #else /* #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
978 #define smp_mb__after_unlock_lock()     do { } while (0)
979 #endif /* #else #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
980
981
982 /* Has the specified rcu_head structure been handed to call_rcu()? */
983
984 /**
985  * rcu_head_init - Initialize rcu_head for rcu_head_after_call_rcu()
986  * @rhp: The rcu_head structure to initialize.
987  *
988  * If you intend to invoke rcu_head_after_call_rcu() to test whether a
989  * given rcu_head structure has already been passed to call_rcu(), then
990  * you must also invoke this rcu_head_init() function on it just after
991  * allocating that structure.  Calls to this function must not race with
992  * calls to call_rcu(), rcu_head_after_call_rcu(), or callback invocation.
993  */
994 static inline void rcu_head_init(struct rcu_head *rhp)
995 {
996         rhp->func = (rcu_callback_t)~0L;
997 }
998
999 /**
1000  * rcu_head_after_call_rcu() - Has this rcu_head been passed to call_rcu()?
1001  * @rhp: The rcu_head structure to test.
1002  * @f: The function passed to call_rcu() along with @rhp.
1003  *
1004  * Returns @true if the @rhp has been passed to call_rcu() with @func,
1005  * and @false otherwise.  Emits a warning in any other case, including
1006  * the case where @rhp has already been invoked after a grace period.
1007  * Calls to this function must not race with callback invocation.  One way
1008  * to avoid such races is to enclose the call to rcu_head_after_call_rcu()
1009  * in an RCU read-side critical section that includes a read-side fetch
1010  * of the pointer to the structure containing @rhp.
1011  */
1012 static inline bool
1013 rcu_head_after_call_rcu(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t f)
1014 {
1015         rcu_callback_t func = READ_ONCE(rhp->func);
1016
1017         if (func == f)
1018                 return true;
1019         WARN_ON_ONCE(func != (rcu_callback_t)~0L);
1020         return false;
1021 }
1022
1023 /* kernel/ksysfs.c definitions */
1024 extern int rcu_expedited;
1025 extern int rcu_normal;
1026
1027 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */