include/linux/srcu.h

   1 /*
   2  * Sleepable 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 (C) IBM Corporation, 2006
  19  * Copyright (C) Fujitsu, 2012
  20  *
  21  * Author: Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
  22  *         Lai Jiangshan <laijs@cn.fujitsu.com>
  23  *
  24  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
  25  *              Documentation/RCU/ *.txt
  26  *
  27  */
  28
  29 #ifndef _LINUX_SRCU_H
  30 #define _LINUX_SRCU_H
  31
  32 #include <linux/mutex.h>
  33 #include <linux/rcupdate.h>
  34 #include <linux/workqueue.h>
  35
  36 struct srcu_struct_array {
  37         unsigned long c[2];
  38         unsigned long seq[2];
  39 };
  40
  41 struct rcu_batch {
  42         struct rcu_head *head, **tail;
  43 };
  44
  45 struct srcu_struct {
  46         unsigned completed;
  47         struct srcu_struct_array __percpu *per_cpu_ref;
  48         spinlock_t queue_lock; /* protect ->batch_queue, ->running */
  49         bool running;
  50         /* callbacks just queued */
  51         struct rcu_batch batch_queue;
  52         /* callbacks try to do the first check_zero */
  53         struct rcu_batch batch_check0;
  54         /* callbacks done with the first check_zero and the flip */
  55         struct rcu_batch batch_check1;
  56         struct rcu_batch batch_done;
  57         struct delayed_work work;
  58 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
  59         struct lockdep_map dep_map;
  60 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
  61 };
  62
  63 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
  64
  65 int __init_srcu_struct(struct srcu_struct *sp, const char *name,
  66                        struct lock_class_key *key);
  67
  68 #define init_srcu_struct(sp) \
  69 ({ \
  70         static struct lock_class_key __srcu_key; \
  71         \
  72         __init_srcu_struct((sp), #sp, &__srcu_key); \
  73 })
  74
  75 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
  76
  77 int init_srcu_struct(struct srcu_struct *sp);
  78
  79 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
  80
  81 void process_srcu(struct work_struct *work);
  82
  83 /**
  84  * call_srcu() - Queue a callback for invocation after an SRCU grace period
  85  * @sp: srcu_struct in queue the callback
  86  * @head: structure to be used for queueing the SRCU callback.
  87  * @func: function to be invoked after the SRCU grace period
  88  *
  89  * The callback function will be invoked some time after a full SRCU
  90  * grace period elapses, in other words after all pre-existing SRCU
  91  * read-side critical sections have completed.  However, the callback
  92  * function might well execute concurrently with other SRCU read-side
  93  * critical sections that started after call_srcu() was invoked.  SRCU
  94  * read-side critical sections are delimited by srcu_read_lock() and
  95  * srcu_read_unlock(), and may be nested.
  96  *
  97  * The callback will be invoked from process context, but must nevertheless
  98  * be fast and must not block.
  99  */
 100 void call_srcu(struct srcu_struct *sp, struct rcu_head *head,
 101                 void (*func)(struct rcu_head *head));
 102
 103 void cleanup_srcu_struct(struct srcu_struct *sp);
 104 int __srcu_read_lock(struct srcu_struct *sp) __acquires(sp);
 105 void __srcu_read_unlock(struct srcu_struct *sp, int idx) __releases(sp);
 106 void synchronize_srcu(struct srcu_struct *sp);
 107 void synchronize_srcu_expedited(struct srcu_struct *sp);
 108 long srcu_batches_completed(struct srcu_struct *sp);
 109 void srcu_barrier(struct srcu_struct *sp);
 110
 111 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
 112
 113 /**
 114  * srcu_read_lock_held - might we be in SRCU read-side critical section?
 115  *
 116  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an SRCU
 117  * read-side critical section.  In absence of CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC,
 118  * this assumes we are in an SRCU read-side critical section unless it can
 119  * prove otherwise.
 120  *
 121  * Checks debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
 122  * and while lockdep is disabled.
 123  *
 124  * Note that if the CPU is in the idle loop from an RCU point of view
 125  * (ie: that we are in the section between rcu_idle_enter() and
 126  * rcu_idle_exit()) then srcu_read_lock_held() returns false even if
 127  * the CPU did an srcu_read_lock().  The reason for this is that RCU
 128  * ignores CPUs that are in such a section, considering these as in
 129  * extended quiescent state, so such a CPU is effectively never in an
 130  * RCU read-side critical section regardless of what RCU primitives it
 131  * invokes.  This state of affairs is required --- we need to keep an
 132  * RCU-free window in idle where the CPU may possibly enter into low
 133  * power mode. This way we can notice an extended quiescent state to
 134  * other CPUs that started a grace period. Otherwise we would delay any
 135  * grace period as long as we run in the idle task.
 136  *
 137  * Similarly, we avoid claiming an SRCU read lock held if the current
 138  * CPU is offline.
 139  */
 140 static inline int srcu_read_lock_held(struct srcu_struct *sp)
 141 {
 142         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
 143                 return 1;
 144         if (rcu_is_cpu_idle())
 145                 return 0;
 146         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
 147                 return 0;
 148         return lock_is_held(&sp->dep_map);
 149 }
 150
 151 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
 152
 153 static inline int srcu_read_lock_held(struct srcu_struct *sp)
 154 {
 155         return 1;
 156 }
 157
 158 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
 159
 160 /**
 161  * srcu_dereference_check - fetch SRCU-protected pointer for later dereferencing
 162  * @p: the pointer to fetch and protect for later dereferencing
 163  * @sp: pointer to the srcu_struct, which is used to check that we
 164  *      really are in an SRCU read-side critical section.
 165  * @c: condition to check for update-side use
 166  *
 167  * If PROVE_RCU is enabled, invoking this outside of an RCU read-side
 168  * critical section will result in an RCU-lockdep splat, unless @c evaluates
 169  * to 1.  The @c argument will normally be a logical expression containing
 170  * lockdep_is_held() calls.
 171  */
 172 #define srcu_dereference_check(p, sp, c) \
 173         __rcu_dereference_check((p), srcu_read_lock_held(sp) || (c), __rcu)
 174
 175 /**
 176  * srcu_dereference - fetch SRCU-protected pointer for later dereferencing
 177  * @p: the pointer to fetch and protect for later dereferencing
 178  * @sp: pointer to the srcu_struct, which is used to check that we
 179  *      really are in an SRCU read-side critical section.
 180  *
 181  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.  If PROVE_RCU
 182  * is enabled, invoking this outside of an RCU read-side critical
 183  * section will result in an RCU-lockdep splat.
 184  */
 185 #define srcu_dereference(p, sp) srcu_dereference_check((p), (sp), 0)
 186
 187 /**
 188  * srcu_read_lock - register a new reader for an SRCU-protected structure.
 189  * @sp: srcu_struct in which to register the new reader.
 190  *
 191  * Enter an SRCU read-side critical section.  Note that SRCU read-side
 192  * critical sections may be nested.  However, it is illegal to
 193  * call anything that waits on an SRCU grace period for the same
 194  * srcu_struct, whether directly or indirectly.  Please note that
 195  * one way to indirectly wait on an SRCU grace period is to acquire
 196  * a mutex that is held elsewhere while calling synchronize_srcu() or
 197  * synchronize_srcu_expedited().
 198  *
 199  * Note that srcu_read_lock() and the matching srcu_read_unlock() must
 200  * occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
 201  * srcu_read_unlock() in an irq handler if the matching srcu_read_lock()
 202  * was invoked in process context.
 203  */
 204 static inline int srcu_read_lock(struct srcu_struct *sp) __acquires(sp)
 205 {
 206         int retval = __srcu_read_lock(sp);
 207
 208         rcu_lock_acquire(&(sp)->dep_map);
 209         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
 210                            "srcu_read_lock() used illegally while idle");
 211         return retval;
 212 }
 213
 214 /**
 215  * srcu_read_unlock - unregister a old reader from an SRCU-protected structure.
 216  * @sp: srcu_struct in which to unregister the old reader.
 217  * @idx: return value from corresponding srcu_read_lock().
 218  *
 219  * Exit an SRCU read-side critical section.
 220  */
 221 static inline void srcu_read_unlock(struct srcu_struct *sp, int idx)
 222         __releases(sp)
 223 {
 224         rcu_lockdep_assert(!rcu_is_cpu_idle(),
 225                            "srcu_read_unlock() used illegally while idle");
 226         rcu_lock_release(&(sp)->dep_map);
 227         __srcu_read_unlock(sp, idx);
 228 }
 229
 230 /**
 231  * srcu_read_lock_raw - register a new reader for an SRCU-protected structure.
 232  * @sp: srcu_struct in which to register the new reader.
 233  *
 234  * Enter an SRCU read-side critical section.  Similar to srcu_read_lock(),
 235  * but avoids the RCU-lockdep checking.  This means that it is legal to
 236  * use srcu_read_lock_raw() in one context, for example, in an exception
 237  * handler, and then have the matching srcu_read_unlock_raw() in another
 238  * context, for example in the task that took the exception.
 239  *
 240  * However, the entire SRCU read-side critical section must reside within a
 241  * single task.  For example, beware of using srcu_read_lock_raw() in
 242  * a device interrupt handler and srcu_read_unlock() in the interrupted
 243  * task:  This will not work if interrupts are threaded.
 244  */
 245 static inline int srcu_read_lock_raw(struct srcu_struct *sp)
 246 {
 247         unsigned long flags;
 248         int ret;
 249
 250         local_irq_save(flags);
 251         ret =  __srcu_read_lock(sp);
 252         local_irq_restore(flags);
 253         return ret;
 254 }
 255
 256 /**
 257  * srcu_read_unlock_raw - unregister reader from an SRCU-protected structure.
 258  * @sp: srcu_struct in which to unregister the old reader.
 259  * @idx: return value from corresponding srcu_read_lock_raw().
 260  *
 261  * Exit an SRCU read-side critical section without lockdep-RCU checking.
 262  * See srcu_read_lock_raw() for more details.
 263  */
 264 static inline void srcu_read_unlock_raw(struct srcu_struct *sp, int idx)
 265 {
 266         unsigned long flags;
 267
 268         local_irq_save(flags);
 269         __srcu_read_unlock(sp, idx);
 270         local_irq_restore(flags);
 271 }
 272
 273 #endif