Merge tag 'xfs-6.2-merge-8' of git://git.kernel.org/pub/scm/fs/xfs/xfs-linux
[linux-2.6-microblaze.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
46 struct rcu_gp_oldstate;
47 unsigned long get_completed_synchronize_rcu(void);
48 void get_completed_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp);
49
50 // Maximum number of unsigned long values corresponding to
51 // not-yet-completed RCU grace periods.
52 #define NUM_ACTIVE_RCU_POLL_OLDSTATE 2
53
54 /**
55  * same_state_synchronize_rcu - Are two old-state values identical?
56  * @oldstate1: First old-state value.
57  * @oldstate2: Second old-state value.
58  *
59  * The two old-state values must have been obtained from either
60  * get_state_synchronize_rcu(), start_poll_synchronize_rcu(), or
61  * get_completed_synchronize_rcu().  Returns @true if the two values are
62  * identical and @false otherwise.  This allows structures whose lifetimes
63  * are tracked by old-state values to push these values to a list header,
64  * allowing those structures to be slightly smaller.
65  */
66 static inline bool same_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate1, unsigned long oldstate2)
67 {
68         return oldstate1 == oldstate2;
69 }
70
71 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
72
73 void __rcu_read_lock(void);
74 void __rcu_read_unlock(void);
75
76 /*
77  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
78  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
79  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
80  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
81  */
82 #define rcu_preempt_depth() READ_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting)
83
84 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
85
86 #ifdef CONFIG_TINY_RCU
87 #define rcu_read_unlock_strict() do { } while (0)
88 #else
89 void rcu_read_unlock_strict(void);
90 #endif
91
92 static inline void __rcu_read_lock(void)
93 {
94         preempt_disable();
95 }
96
97 static inline void __rcu_read_unlock(void)
98 {
99         preempt_enable();
100         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
101                 rcu_read_unlock_strict();
102 }
103
104 static inline int rcu_preempt_depth(void)
105 {
106         return 0;
107 }
108
109 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
110
111 #ifdef CONFIG_RCU_LAZY
112 void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
113 #else
114 static inline void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
115 {
116         call_rcu(head, func);
117 }
118 #endif
119
120 /* Internal to kernel */
121 void rcu_init(void);
122 extern int rcu_scheduler_active;
123 void rcu_sched_clock_irq(int user);
124 void rcu_report_dead(unsigned int cpu);
125 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu);
126
127 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC
128 void rcu_init_tasks_generic(void);
129 #else
130 static inline void rcu_init_tasks_generic(void) { }
131 #endif
132
133 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
134 void rcu_sysrq_start(void);
135 void rcu_sysrq_end(void);
136 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
137 static inline void rcu_sysrq_start(void) { }
138 static inline void rcu_sysrq_end(void) { }
139 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
140
141 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK))
142 void rcu_irq_work_resched(void);
143 #else
144 static inline void rcu_irq_work_resched(void) { }
145 #endif
146
147 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
148 void rcu_init_nohz(void);
149 int rcu_nocb_cpu_offload(int cpu);
150 int rcu_nocb_cpu_deoffload(int cpu);
151 void rcu_nocb_flush_deferred_wakeup(void);
152 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
153 static inline void rcu_init_nohz(void) { }
154 static inline int rcu_nocb_cpu_offload(int cpu) { return -EINVAL; }
155 static inline int rcu_nocb_cpu_deoffload(int cpu) { return 0; }
156 static inline void rcu_nocb_flush_deferred_wakeup(void) { }
157 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
158
159 /**
160  * RCU_NONIDLE - Indicate idle-loop code that needs RCU readers
161  * @a: Code that RCU needs to pay attention to.
162  *
163  * RCU read-side critical sections are forbidden in the inner idle loop,
164  * that is, between the ct_idle_enter() and the ct_idle_exit() -- RCU
165  * will happily ignore any such read-side critical sections.  However,
166  * things like powertop need tracepoints in the inner idle loop.
167  *
168  * This macro provides the way out:  RCU_NONIDLE(do_something_with_RCU())
169  * will tell RCU that it needs to pay attention, invoke its argument
170  * (in this example, calling the do_something_with_RCU() function),
171  * and then tell RCU to go back to ignoring this CPU.  It is permissible
172  * to nest RCU_NONIDLE() wrappers, but not indefinitely (but the limit is
173  * on the order of a million or so, even on 32-bit systems).  It is
174  * not legal to block within RCU_NONIDLE(), nor is it permissible to
175  * transfer control either into or out of RCU_NONIDLE()'s statement.
176  */
177 #define RCU_NONIDLE(a) \
178         do { \
179                 ct_irq_enter_irqson(); \
180                 do { a; } while (0); \
181                 ct_irq_exit_irqson(); \
182         } while (0)
183
184 /*
185  * Note a quasi-voluntary context switch for RCU-tasks's benefit.
186  * This is a macro rather than an inline function to avoid #include hell.
187  */
188 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC
189
190 # ifdef CONFIG_TASKS_RCU
191 # define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt)                               \
192         do {                                                            \
193                 if (!(preempt) && READ_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout))    \
194                         WRITE_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout, false);      \
195         } while (0)
196 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
197 void synchronize_rcu_tasks(void);
198 # else
199 # define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt) do { } while (0)
200 # define call_rcu_tasks call_rcu
201 # define synchronize_rcu_tasks synchronize_rcu
202 # endif
203
204 # ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
205 // Bits for ->trc_reader_special.b.need_qs field.
206 #define TRC_NEED_QS             0x1  // Task needs a quiescent state.
207 #define TRC_NEED_QS_CHECKED     0x2  // Task has been checked for needing quiescent state.
208
209 u8 rcu_trc_cmpxchg_need_qs(struct task_struct *t, u8 old, u8 new);
210 void rcu_tasks_trace_qs_blkd(struct task_struct *t);
211
212 # define rcu_tasks_trace_qs(t)                                                  \
213         do {                                                                    \
214                 int ___rttq_nesting = READ_ONCE((t)->trc_reader_nesting);       \
215                                                                                 \
216                 if (likely(!READ_ONCE((t)->trc_reader_special.b.need_qs)) &&    \
217                     likely(!___rttq_nesting)) {                                 \
218                         rcu_trc_cmpxchg_need_qs((t), 0, TRC_NEED_QS_CHECKED);   \
219                 } else if (___rttq_nesting && ___rttq_nesting != INT_MIN &&     \
220                            !READ_ONCE((t)->trc_reader_special.b.blocked)) {     \
221                         rcu_tasks_trace_qs_blkd(t);                             \
222                 }                                                               \
223         } while (0)
224 # else
225 # define rcu_tasks_trace_qs(t) do { } while (0)
226 # endif
227
228 #define rcu_tasks_qs(t, preempt)                                        \
229 do {                                                                    \
230         rcu_tasks_classic_qs((t), (preempt));                           \
231         rcu_tasks_trace_qs(t);                                          \
232 } while (0)
233
234 # ifdef CONFIG_TASKS_RUDE_RCU
235 void call_rcu_tasks_rude(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
236 void synchronize_rcu_tasks_rude(void);
237 # endif
238
239 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) rcu_tasks_qs(t, false)
240 void exit_tasks_rcu_start(void);
241 void exit_tasks_rcu_finish(void);
242 #else /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */
243 #define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt) do { } while (0)
244 #define rcu_tasks_qs(t, preempt) do { } while (0)
245 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) do { } while (0)
246 #define call_rcu_tasks call_rcu
247 #define synchronize_rcu_tasks synchronize_rcu
248 static inline void exit_tasks_rcu_start(void) { }
249 static inline void exit_tasks_rcu_finish(void) { }
250 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */
251
252 /**
253  * rcu_trace_implies_rcu_gp - does an RCU Tasks Trace grace period imply an RCU grace period?
254  *
255  * As an accident of implementation, an RCU Tasks Trace grace period also
256  * acts as an RCU grace period.  However, this could change at any time.
257  * Code relying on this accident must call this function to verify that
258  * this accident is still happening.
259  *
260  * You have been warned!
261  */
262 static inline bool rcu_trace_implies_rcu_gp(void) { return true; }
263
264 /**
265  * cond_resched_tasks_rcu_qs - Report potential quiescent states to RCU
266  *
267  * This macro resembles cond_resched(), except that it is defined to
268  * report potential quiescent states to RCU-tasks even if the cond_resched()
269  * machinery were to be shut off, as some advocate for PREEMPTION kernels.
270  */
271 #define cond_resched_tasks_rcu_qs() \
272 do { \
273         rcu_tasks_qs(current, false); \
274         cond_resched(); \
275 } while (0)
276
277 /*
278  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
279  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
280  */
281
282 #if defined(CONFIG_TREE_RCU)
283 #include <linux/rcutree.h>
284 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU)
285 #include <linux/rcutiny.h>
286 #else
287 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
288 #endif
289
290 /*
291  * The init_rcu_head_on_stack() and destroy_rcu_head_on_stack() calls
292  * are needed for dynamic initialization and destruction of rcu_head
293  * on the stack, and init_rcu_head()/destroy_rcu_head() are needed for
294  * dynamic initialization and destruction of statically allocated rcu_head
295  * structures.  However, rcu_head structures allocated dynamically in the
296  * heap don't need any initialization.
297  */
298 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
299 void init_rcu_head(struct rcu_head *head);
300 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head);
301 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
302 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
303 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
304 static inline void init_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
305 static inline void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
306 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
307 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
308 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
309
310 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
311 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
312 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
313 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void) { return true; }
314 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
315
316 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
317 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
318 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
319 extern struct lockdep_map rcu_callback_map;
320
321 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
322
323 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
324 {
325         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 0, NULL, _THIS_IP_);
326 }
327
328 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
329 {
330         lock_release(map, _THIS_IP_);
331 }
332
333 int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
334 int rcu_read_lock_held(void);
335 int rcu_read_lock_bh_held(void);
336 int rcu_read_lock_sched_held(void);
337 int rcu_read_lock_any_held(void);
338
339 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
340
341 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
342 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
343
344 static inline int rcu_read_lock_held(void)
345 {
346         return 1;
347 }
348
349 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
350 {
351         return 1;
352 }
353
354 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
355 {
356         return !preemptible();
357 }
358
359 static inline int rcu_read_lock_any_held(void)
360 {
361         return !preemptible();
362 }
363
364 static inline int debug_lockdep_rcu_enabled(void)
365 {
366         return 0;
367 }
368
369 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
370
371 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
372
373 /**
374  * RCU_LOCKDEP_WARN - emit lockdep splat if specified condition is met
375  * @c: condition to check
376  * @s: informative message
377  */
378 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s)                                          \
379         do {                                                            \
380                 static bool __section(".data.unlikely") __warned;       \
381                 if ((c) && debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned) {  \
382                         __warned = true;                                \
383                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
384                 }                                                       \
385         } while (0)
386
387 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
388 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
389 {
390         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
391                          "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
392 }
393 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
394 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void) { }
395 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
396
397 #define rcu_sleep_check()                                               \
398         do {                                                            \
399                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
400                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))                     \
401                     RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),    \
402                                  "Illegal context switch in RCU-bh read-side critical section"); \
403                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),     \
404                                  "Illegal context switch in RCU-sched read-side critical section"); \
405         } while (0)
406
407 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
408
409 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s) do { } while (0 && (c))
410 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
411
412 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
413
414 /*
415  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
416  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
417  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
418  * multiple pointers markings to match different RCU implementations
419  * (e.g., __srcu), should this make sense in the future.
420  */
421
422 #ifdef __CHECKER__
423 #define rcu_check_sparse(p, space) \
424         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
425 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
426 #define rcu_check_sparse(p, space)
427 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
428
429 #define __unrcu_pointer(p, local)                                       \
430 ({                                                                      \
431         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)(p);                   \
432         rcu_check_sparse(p, __rcu);                                     \
433         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local));                       \
434 })
435 /**
436  * unrcu_pointer - mark a pointer as not being RCU protected
437  * @p: pointer needing to lose its __rcu property
438  *
439  * Converts @p from an __rcu pointer to a __kernel pointer.
440  * This allows an __rcu pointer to be used with xchg() and friends.
441  */
442 #define unrcu_pointer(p) __unrcu_pointer(p, __UNIQUE_ID(rcu))
443
444 #define __rcu_access_pointer(p, local, space) \
445 ({ \
446         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
447         rcu_check_sparse(p, space); \
448         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
449 })
450 #define __rcu_dereference_check(p, local, c, space) \
451 ({ \
452         /* Dependency order vs. p above. */ \
453         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
454         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_check() usage"); \
455         rcu_check_sparse(p, space); \
456         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
457 })
458 #define __rcu_dereference_protected(p, local, c, space) \
459 ({ \
460         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_protected() usage"); \
461         rcu_check_sparse(p, space); \
462         ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
463 })
464 #define __rcu_dereference_raw(p, local) \
465 ({ \
466         /* Dependency order vs. p above. */ \
467         typeof(p) local = READ_ONCE(p); \
468         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
469 })
470 #define rcu_dereference_raw(p) __rcu_dereference_raw(p, __UNIQUE_ID(rcu))
471
472 /**
473  * RCU_INITIALIZER() - statically initialize an RCU-protected global variable
474  * @v: The value to statically initialize with.
475  */
476 #define RCU_INITIALIZER(v) (typeof(*(v)) __force __rcu *)(v)
477
478 /**
479  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
480  * @p: pointer to assign to
481  * @v: value to assign (publish)
482  *
483  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
484  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
485  * any prior initialization.
486  *
487  * Inserts memory barriers on architectures that require them
488  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
489  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
490  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
491  * will be dereferenced by RCU read-side code.
492  *
493  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
494  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
495  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
496  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
497  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
498  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
499  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
500  *
501  * Note that rcu_assign_pointer() evaluates each of its arguments only
502  * once, appearances notwithstanding.  One of the "extra" evaluations
503  * is in typeof() and the other visible only to sparse (__CHECKER__),
504  * neither of which actually execute the argument.  As with most cpp
505  * macros, this execute-arguments-only-once property is important, so
506  * please be careful when making changes to rcu_assign_pointer() and the
507  * other macros that it invokes.
508  */
509 #define rcu_assign_pointer(p, v)                                              \
510 do {                                                                          \
511         uintptr_t _r_a_p__v = (uintptr_t)(v);                                 \
512         rcu_check_sparse(p, __rcu);                                           \
513                                                                               \
514         if (__builtin_constant_p(v) && (_r_a_p__v) == (uintptr_t)NULL)        \
515                 WRITE_ONCE((p), (typeof(p))(_r_a_p__v));                      \
516         else                                                                  \
517                 smp_store_release(&p, RCU_INITIALIZER((typeof(p))_r_a_p__v)); \
518 } while (0)
519
520 /**
521  * rcu_replace_pointer() - replace an RCU pointer, returning its old value
522  * @rcu_ptr: RCU pointer, whose old value is returned
523  * @ptr: regular pointer
524  * @c: the lockdep conditions under which the dereference will take place
525  *
526  * Perform a replacement, where @rcu_ptr is an RCU-annotated
527  * pointer and @c is the lockdep argument that is passed to the
528  * rcu_dereference_protected() call used to read that pointer.  The old
529  * value of @rcu_ptr is returned, and @rcu_ptr is set to @ptr.
530  */
531 #define rcu_replace_pointer(rcu_ptr, ptr, c)                            \
532 ({                                                                      \
533         typeof(ptr) __tmp = rcu_dereference_protected((rcu_ptr), (c));  \
534         rcu_assign_pointer((rcu_ptr), (ptr));                           \
535         __tmp;                                                          \
536 })
537
538 /**
539  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
540  * @p: The pointer to read
541  *
542  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
543  * lockdep checks for being in an RCU read-side critical section.  This is
544  * useful when the value of this pointer is accessed, but the pointer is
545  * not dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer
546  * against NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases
547  * where update-side locks prevent the value of the pointer from changing,
548  * you should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
549  * Within an RCU read-side critical section, there is little reason to
550  * use rcu_access_pointer().
551  *
552  * It is usually best to test the rcu_access_pointer() return value
553  * directly in order to avoid accidental dereferences being introduced
554  * by later inattentive changes.  In other words, assigning the
555  * rcu_access_pointer() return value to a local variable results in an
556  * accident waiting to happen.
557  *
558  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
559  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as is
560  * the case in the context of the RCU callback that is freeing up the data,
561  * or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful when tearing
562  * down multi-linked structures after a grace period has elapsed.  However,
563  * rcu_dereference_protected() is normally preferred for this use case.
564  */
565 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __UNIQUE_ID(rcu), __rcu)
566
567 /**
568  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
569  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
570  * @c: The conditions under which the dereference will take place
571  *
572  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
573  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
574  * indicate the various locking conditions that should be held at that
575  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
576  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
577  * (rcu_read_lock()) is included.
578  *
579  * For example:
580  *
581  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
582  *
583  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
584  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
585  * the bar struct at foo->bar is held.
586  *
587  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
588  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
589  * target struct:
590  *
591  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
592  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
593  *
594  * Inserts memory barriers on architectures that require them
595  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
596  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
597  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
598  * annotated as __rcu.
599  */
600 #define rcu_dereference_check(p, c) \
601         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
602                                 (c) || rcu_read_lock_held(), __rcu)
603
604 /**
605  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
606  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
607  * @c: The conditions under which the dereference will take place
608  *
609  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().  However,
610  * please note that starting in v5.0 kernels, vanilla RCU grace periods
611  * wait for local_bh_disable() regions of code in addition to regions of
612  * code demarked by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock().  This means
613  * that synchronize_rcu(), call_rcu, and friends all take not only
614  * rcu_read_lock() but also rcu_read_lock_bh() into account.
615  */
616 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
617         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
618                                 (c) || rcu_read_lock_bh_held(), __rcu)
619
620 /**
621  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
622  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
623  * @c: The conditions under which the dereference will take place
624  *
625  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
626  * However, please note that starting in v5.0 kernels, vanilla RCU grace
627  * periods wait for preempt_disable() regions of code in addition to
628  * regions of code demarked by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock().
629  * This means that synchronize_rcu(), call_rcu, and friends all take not
630  * only rcu_read_lock() but also rcu_read_lock_sched() into account.
631  */
632 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
633         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
634                                 (c) || rcu_read_lock_sched_held(), \
635                                 __rcu)
636
637 /*
638  * The tracing infrastructure traces RCU (we want that), but unfortunately
639  * some of the RCU checks causes tracing to lock up the system.
640  *
641  * The no-tracing version of rcu_dereference_raw() must not call
642  * rcu_read_lock_held().
643  */
644 #define rcu_dereference_raw_check(p) \
645         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), 1, __rcu)
646
647 /**
648  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
649  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
650  * @c: The conditions under which the dereference will take place
651  *
652  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
653  * the READ_ONCE().  This is useful in cases where update-side locks
654  * prevent the value of the pointer from changing.  Please note that this
655  * primitive does *not* prevent the compiler from repeating this reference
656  * or combining it with other references, so it should not be used without
657  * protection of appropriate locks.
658  *
659  * This function is only for update-side use.  Using this function
660  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
661  * but very ugly failures.
662  */
663 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
664         __rcu_dereference_protected((p), __UNIQUE_ID(rcu), (c), __rcu)
665
666
667 /**
668  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
669  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
670  *
671  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
672  */
673 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
674
675 /**
676  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
677  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
678  *
679  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
680  */
681 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
682
683 /**
684  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
685  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
686  *
687  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
688  */
689 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
690
691 /**
692  * rcu_pointer_handoff() - Hand off a pointer from RCU to other mechanism
693  * @p: The pointer to hand off
694  *
695  * This is simply an identity function, but it documents where a pointer
696  * is handed off from RCU to some other synchronization mechanism, for
697  * example, reference counting or locking.  In C11, it would map to
698  * kill_dependency().  It could be used as follows::
699  *
700  *      rcu_read_lock();
701  *      p = rcu_dereference(gp);
702  *      long_lived = is_long_lived(p);
703  *      if (long_lived) {
704  *              if (!atomic_inc_not_zero(p->refcnt))
705  *                      long_lived = false;
706  *              else
707  *                      p = rcu_pointer_handoff(p);
708  *      }
709  *      rcu_read_unlock();
710  */
711 #define rcu_pointer_handoff(p) (p)
712
713 /**
714  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
715  *
716  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
717  * are within RCU read-side critical sections, then the
718  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
719  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
720  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
721  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
722  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
723  *
724  * In v5.0 and later kernels, synchronize_rcu() and call_rcu() also
725  * wait for regions of code with preemption disabled, including regions of
726  * code with interrupts or softirqs disabled.  In pre-v5.0 kernels, which
727  * define synchronize_sched(), only code enclosed within rcu_read_lock()
728  * and rcu_read_unlock() are guaranteed to be waited for.
729  *
730  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
731  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
732  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
733  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
734  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
735  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
736  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
737  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
738  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
739  * callback would free up) has completed before the corresponding
740  * RCU callback is invoked.
741  *
742  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
743  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
744  * completes.
745  *
746  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
747  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
748  * read-side critical section that would block in a !PREEMPTION kernel.
749  * But if you want the full story, read on!
750  *
751  * In non-preemptible RCU implementations (pure TREE_RCU and TINY_RCU),
752  * it is illegal to block while in an RCU read-side critical section.
753  * In preemptible RCU implementations (PREEMPT_RCU) in CONFIG_PREEMPTION
754  * kernel builds, RCU read-side critical sections may be preempted,
755  * but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible RCU
756  * implementations in real-time (with -rt patchset) kernel builds, RCU
757  * read-side critical sections may be preempted and they may also block, but
758  * only when acquiring spinlocks that are subject to priority inheritance.
759  */
760 static __always_inline void rcu_read_lock(void)
761 {
762         __rcu_read_lock();
763         __acquire(RCU);
764         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
765         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
766                          "rcu_read_lock() used illegally while idle");
767 }
768
769 /*
770  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
771  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
772  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
773  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
774  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
775  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
776  * others' way, as long as they do so.
777  */
778
779 /**
780  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
781  *
782  * In almost all situations, rcu_read_unlock() is immune from deadlock.
783  * In recent kernels that have consolidated synchronize_sched() and
784  * synchronize_rcu_bh() into synchronize_rcu(), this deadlock immunity
785  * also extends to the scheduler's runqueue and priority-inheritance
786  * spinlocks, courtesy of the quiescent-state deferral that is carried
787  * out when rcu_read_unlock() is invoked with interrupts disabled.
788  *
789  * See rcu_read_lock() for more information.
790  */
791 static inline void rcu_read_unlock(void)
792 {
793         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
794                          "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
795         __release(RCU);
796         __rcu_read_unlock();
797         rcu_lock_release(&rcu_lock_map); /* Keep acq info for rls diags. */
798 }
799
800 /**
801  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
802  *
803  * This is equivalent to rcu_read_lock(), but also disables softirqs.
804  * Note that anything else that disables softirqs can also serve as an RCU
805  * read-side critical section.  However, please note that this equivalence
806  * applies only to v5.0 and later.  Before v5.0, rcu_read_lock() and
807  * rcu_read_lock_bh() were unrelated.
808  *
809  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
810  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
811  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
812  * was invoked from some other task.
813  */
814 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
815 {
816         local_bh_disable();
817         __acquire(RCU_BH);
818         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
819         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
820                          "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
821 }
822
823 /**
824  * rcu_read_unlock_bh() - marks the end of a softirq-only RCU critical section
825  *
826  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
827  */
828 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
829 {
830         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
831                          "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
832         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
833         __release(RCU_BH);
834         local_bh_enable();
835 }
836
837 /**
838  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
839  *
840  * This is equivalent to rcu_read_lock(), but also disables preemption.
841  * Read-side critical sections can also be introduced by anything else that
842  * disables preemption, including local_irq_disable() and friends.  However,
843  * please note that the equivalence to rcu_read_lock() applies only to
844  * v5.0 and later.  Before v5.0, rcu_read_lock() and rcu_read_lock_sched()
845  * were unrelated.
846  *
847  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
848  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
849  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
850  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
851  */
852 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
853 {
854         preempt_disable();
855         __acquire(RCU_SCHED);
856         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
857         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
858                          "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
859 }
860
861 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
862 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
863 {
864         preempt_disable_notrace();
865         __acquire(RCU_SCHED);
866 }
867
868 /**
869  * rcu_read_unlock_sched() - marks the end of a RCU-classic critical section
870  *
871  * See rcu_read_lock_sched() for more information.
872  */
873 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
874 {
875         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
876                          "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
877         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
878         __release(RCU_SCHED);
879         preempt_enable();
880 }
881
882 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
883 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
884 {
885         __release(RCU_SCHED);
886         preempt_enable_notrace();
887 }
888
889 /**
890  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
891  * @p: The pointer to be initialized.
892  * @v: The value to initialized the pointer to.
893  *
894  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
895  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
896  * special cases are:
897  *
898  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer *or*
899  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
900  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer *or*
901  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
902  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() *and*
903  *
904  *      a.      You have not made *any* reader-visible changes to
905  *              this structure since then *or*
906  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
907  *              new location to see the old state of the structure.  (For
908  *              example, the changes were to statistical counters or to
909  *              other state where exact synchronization is not required.)
910  *
911  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
912  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
913  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
914  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
915  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
916  *
917  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
918  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
919  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
920  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
921  * external-to-structure pointer *after* you have completely initialized
922  * the reader-accessible portions of the linked structure.
923  *
924  * Note that unlike rcu_assign_pointer(), RCU_INIT_POINTER() provides no
925  * ordering guarantees for either the CPU or the compiler.
926  */
927 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
928         do { \
929                 rcu_check_sparse(p, __rcu); \
930                 WRITE_ONCE(p, RCU_INITIALIZER(v)); \
931         } while (0)
932
933 /**
934  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
935  * @p: The pointer to be initialized.
936  * @v: The value to initialized the pointer to.
937  *
938  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
939  */
940 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
941                 .p = RCU_INITIALIZER(v)
942
943 /*
944  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
945  * structure can be handled by kvfree_rcu()?
946  */
947 #define __is_kvfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
948
949 /**
950  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
951  * @ptr: pointer to kfree for both single- and double-argument invocations.
952  * @rhf: the name of the struct rcu_head within the type of @ptr,
953  *       but only for double-argument invocations.
954  *
955  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
956  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
957  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
958  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
959  *
960  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
961  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
962  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
963  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
964  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
965  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
966  * be generated in kvfree_rcu_arg_2(). If this error is triggered, you can
967  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
968  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
969  *
970  * Note that the allowable offset might decrease in the future, for example,
971  * to allow something like kmem_cache_free_rcu().
972  *
973  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
974  * checks are done in macros here.
975  */
976 #define kfree_rcu(ptr, rhf...) kvfree_rcu(ptr, ## rhf)
977
978 /**
979  * kvfree_rcu() - kvfree an object after a grace period.
980  *
981  * This macro consists of one or two arguments and it is
982  * based on whether an object is head-less or not. If it
983  * has a head then a semantic stays the same as it used
984  * to be before:
985  *
986  *     kvfree_rcu(ptr, rhf);
987  *
988  * where @ptr is a pointer to kvfree(), @rhf is the name
989  * of the rcu_head structure within the type of @ptr.
990  *
991  * When it comes to head-less variant, only one argument
992  * is passed and that is just a pointer which has to be
993  * freed after a grace period. Therefore the semantic is
994  *
995  *     kvfree_rcu(ptr);
996  *
997  * where @ptr is the pointer to be freed by kvfree().
998  *
999  * Please note, head-less way of freeing is permitted to
1000  * use from a context that has to follow might_sleep()
1001  * annotation. Otherwise, please switch and embed the
1002  * rcu_head structure within the type of @ptr.
1003  */
1004 #define kvfree_rcu(...) KVFREE_GET_MACRO(__VA_ARGS__,           \
1005         kvfree_rcu_arg_2, kvfree_rcu_arg_1)(__VA_ARGS__)
1006
1007 #define KVFREE_GET_MACRO(_1, _2, NAME, ...) NAME
1008 #define kvfree_rcu_arg_2(ptr, rhf)                                      \
1009 do {                                                                    \
1010         typeof (ptr) ___p = (ptr);                                      \
1011                                                                         \
1012         if (___p) {                                                                     \
1013                 BUILD_BUG_ON(!__is_kvfree_rcu_offset(offsetof(typeof(*(ptr)), rhf)));   \
1014                 kvfree_call_rcu(&((___p)->rhf), (rcu_callback_t)(unsigned long)         \
1015                         (offsetof(typeof(*(ptr)), rhf)));                               \
1016         }                                                                               \
1017 } while (0)
1018
1019 #define kvfree_rcu_arg_1(ptr)                                   \
1020 do {                                                            \
1021         typeof(ptr) ___p = (ptr);                               \
1022                                                                 \
1023         if (___p)                                               \
1024                 kvfree_call_rcu(NULL, (rcu_callback_t) (___p)); \
1025 } while (0)
1026
1027 /*
1028  * Place this after a lock-acquisition primitive to guarantee that
1029  * an UNLOCK+LOCK pair acts as a full barrier.  This guarantee applies
1030  * if the UNLOCK and LOCK are executed by the same CPU or if the
1031  * UNLOCK and LOCK operate on the same lock variable.
1032  */
1033 #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE
1034 #define smp_mb__after_unlock_lock()     smp_mb()  /* Full ordering for lock. */
1035 #else /* #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
1036 #define smp_mb__after_unlock_lock()     do { } while (0)
1037 #endif /* #else #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
1038
1039
1040 /* Has the specified rcu_head structure been handed to call_rcu()? */
1041
1042 /**
1043  * rcu_head_init - Initialize rcu_head for rcu_head_after_call_rcu()
1044  * @rhp: The rcu_head structure to initialize.
1045  *
1046  * If you intend to invoke rcu_head_after_call_rcu() to test whether a
1047  * given rcu_head structure has already been passed to call_rcu(), then
1048  * you must also invoke this rcu_head_init() function on it just after
1049  * allocating that structure.  Calls to this function must not race with
1050  * calls to call_rcu(), rcu_head_after_call_rcu(), or callback invocation.
1051  */
1052 static inline void rcu_head_init(struct rcu_head *rhp)
1053 {
1054         rhp->func = (rcu_callback_t)~0L;
1055 }
1056
1057 /**
1058  * rcu_head_after_call_rcu() - Has this rcu_head been passed to call_rcu()?
1059  * @rhp: The rcu_head structure to test.
1060  * @f: The function passed to call_rcu() along with @rhp.
1061  *
1062  * Returns @true if the @rhp has been passed to call_rcu() with @func,
1063  * and @false otherwise.  Emits a warning in any other case, including
1064  * the case where @rhp has already been invoked after a grace period.
1065  * Calls to this function must not race with callback invocation.  One way
1066  * to avoid such races is to enclose the call to rcu_head_after_call_rcu()
1067  * in an RCU read-side critical section that includes a read-side fetch
1068  * of the pointer to the structure containing @rhp.
1069  */
1070 static inline bool
1071 rcu_head_after_call_rcu(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t f)
1072 {
1073         rcu_callback_t func = READ_ONCE(rhp->func);
1074
1075         if (func == f)
1076                 return true;
1077         WARN_ON_ONCE(func != (rcu_callback_t)~0L);
1078         return false;
1079 }
1080
1081 /* kernel/ksysfs.c definitions */
1082 extern int rcu_expedited;
1083 extern int rcu_normal;
1084
1085 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */