Merge tag 'pinctrl-v6.8-3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/linusw...
[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 <linux/cleanup.h>
31 #include <asm/processor.h>
32 #include <linux/cpumask.h>
33 #include <linux/context_tracking_irq.h>
34
35 #define ULONG_CMP_GE(a, b)      (ULONG_MAX / 2 >= (a) - (b))
36 #define ULONG_CMP_LT(a, b)      (ULONG_MAX / 2 < (a) - (b))
37
38 /* Exported common interfaces */
39 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
40 void rcu_barrier_tasks(void);
41 void rcu_barrier_tasks_rude(void);
42 void synchronize_rcu(void);
43
44 struct rcu_gp_oldstate;
45 unsigned long get_completed_synchronize_rcu(void);
46 void get_completed_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp);
47
48 // Maximum number of unsigned long values corresponding to
49 // not-yet-completed RCU grace periods.
50 #define NUM_ACTIVE_RCU_POLL_OLDSTATE 2
51
52 /**
53  * same_state_synchronize_rcu - Are two old-state values identical?
54  * @oldstate1: First old-state value.
55  * @oldstate2: Second old-state value.
56  *
57  * The two old-state values must have been obtained from either
58  * get_state_synchronize_rcu(), start_poll_synchronize_rcu(), or
59  * get_completed_synchronize_rcu().  Returns @true if the two values are
60  * identical and @false otherwise.  This allows structures whose lifetimes
61  * are tracked by old-state values to push these values to a list header,
62  * allowing those structures to be slightly smaller.
63  */
64 static inline bool same_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate1, unsigned long oldstate2)
65 {
66         return oldstate1 == oldstate2;
67 }
68
69 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
70
71 void __rcu_read_lock(void);
72 void __rcu_read_unlock(void);
73
74 /*
75  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
76  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
77  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
78  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
79  */
80 #define rcu_preempt_depth() READ_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting)
81
82 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
83
84 #ifdef CONFIG_TINY_RCU
85 #define rcu_read_unlock_strict() do { } while (0)
86 #else
87 void rcu_read_unlock_strict(void);
88 #endif
89
90 static inline void __rcu_read_lock(void)
91 {
92         preempt_disable();
93 }
94
95 static inline void __rcu_read_unlock(void)
96 {
97         preempt_enable();
98         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
99                 rcu_read_unlock_strict();
100 }
101
102 static inline int rcu_preempt_depth(void)
103 {
104         return 0;
105 }
106
107 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
108
109 #ifdef CONFIG_RCU_LAZY
110 void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
111 #else
112 static inline void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
113 {
114         call_rcu(head, func);
115 }
116 #endif
117
118 /* Internal to kernel */
119 void rcu_init(void);
120 extern int rcu_scheduler_active;
121 void rcu_sched_clock_irq(int user);
122
123 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC
124 void rcu_init_tasks_generic(void);
125 #else
126 static inline void rcu_init_tasks_generic(void) { }
127 #endif
128
129 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
130 void rcu_sysrq_start(void);
131 void rcu_sysrq_end(void);
132 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
133 static inline void rcu_sysrq_start(void) { }
134 static inline void rcu_sysrq_end(void) { }
135 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
136
137 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK))
138 void rcu_irq_work_resched(void);
139 #else
140 static inline void rcu_irq_work_resched(void) { }
141 #endif
142
143 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
144 void rcu_init_nohz(void);
145 int rcu_nocb_cpu_offload(int cpu);
146 int rcu_nocb_cpu_deoffload(int cpu);
147 void rcu_nocb_flush_deferred_wakeup(void);
148 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
149 static inline void rcu_init_nohz(void) { }
150 static inline int rcu_nocb_cpu_offload(int cpu) { return -EINVAL; }
151 static inline int rcu_nocb_cpu_deoffload(int cpu) { return 0; }
152 static inline void rcu_nocb_flush_deferred_wakeup(void) { }
153 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
154
155 /*
156  * Note a quasi-voluntary context switch for RCU-tasks's benefit.
157  * This is a macro rather than an inline function to avoid #include hell.
158  */
159 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC
160
161 # ifdef CONFIG_TASKS_RCU
162 # define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt)                               \
163         do {                                                            \
164                 if (!(preempt) && READ_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout))    \
165                         WRITE_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout, false);      \
166         } while (0)
167 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
168 void synchronize_rcu_tasks(void);
169 # else
170 # define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt) do { } while (0)
171 # define call_rcu_tasks call_rcu
172 # define synchronize_rcu_tasks synchronize_rcu
173 # endif
174
175 # ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
176 // Bits for ->trc_reader_special.b.need_qs field.
177 #define TRC_NEED_QS             0x1  // Task needs a quiescent state.
178 #define TRC_NEED_QS_CHECKED     0x2  // Task has been checked for needing quiescent state.
179
180 u8 rcu_trc_cmpxchg_need_qs(struct task_struct *t, u8 old, u8 new);
181 void rcu_tasks_trace_qs_blkd(struct task_struct *t);
182
183 # define rcu_tasks_trace_qs(t)                                                  \
184         do {                                                                    \
185                 int ___rttq_nesting = READ_ONCE((t)->trc_reader_nesting);       \
186                                                                                 \
187                 if (likely(!READ_ONCE((t)->trc_reader_special.b.need_qs)) &&    \
188                     likely(!___rttq_nesting)) {                                 \
189                         rcu_trc_cmpxchg_need_qs((t), 0, TRC_NEED_QS_CHECKED);   \
190                 } else if (___rttq_nesting && ___rttq_nesting != INT_MIN &&     \
191                            !READ_ONCE((t)->trc_reader_special.b.blocked)) {     \
192                         rcu_tasks_trace_qs_blkd(t);                             \
193                 }                                                               \
194         } while (0)
195 # else
196 # define rcu_tasks_trace_qs(t) do { } while (0)
197 # endif
198
199 #define rcu_tasks_qs(t, preempt)                                        \
200 do {                                                                    \
201         rcu_tasks_classic_qs((t), (preempt));                           \
202         rcu_tasks_trace_qs(t);                                          \
203 } while (0)
204
205 # ifdef CONFIG_TASKS_RUDE_RCU
206 void call_rcu_tasks_rude(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
207 void synchronize_rcu_tasks_rude(void);
208 # endif
209
210 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) rcu_tasks_qs(t, false)
211 void exit_tasks_rcu_start(void);
212 void exit_tasks_rcu_stop(void);
213 void exit_tasks_rcu_finish(void);
214 #else /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */
215 #define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt) do { } while (0)
216 #define rcu_tasks_qs(t, preempt) do { } while (0)
217 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) do { } while (0)
218 #define call_rcu_tasks call_rcu
219 #define synchronize_rcu_tasks synchronize_rcu
220 static inline void exit_tasks_rcu_start(void) { }
221 static inline void exit_tasks_rcu_stop(void) { }
222 static inline void exit_tasks_rcu_finish(void) { }
223 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */
224
225 /**
226  * rcu_trace_implies_rcu_gp - does an RCU Tasks Trace grace period imply an RCU grace period?
227  *
228  * As an accident of implementation, an RCU Tasks Trace grace period also
229  * acts as an RCU grace period.  However, this could change at any time.
230  * Code relying on this accident must call this function to verify that
231  * this accident is still happening.
232  *
233  * You have been warned!
234  */
235 static inline bool rcu_trace_implies_rcu_gp(void) { return true; }
236
237 /**
238  * cond_resched_tasks_rcu_qs - Report potential quiescent states to RCU
239  *
240  * This macro resembles cond_resched(), except that it is defined to
241  * report potential quiescent states to RCU-tasks even if the cond_resched()
242  * machinery were to be shut off, as some advocate for PREEMPTION kernels.
243  */
244 #define cond_resched_tasks_rcu_qs() \
245 do { \
246         rcu_tasks_qs(current, false); \
247         cond_resched(); \
248 } while (0)
249
250 /*
251  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
252  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
253  */
254
255 #if defined(CONFIG_TREE_RCU)
256 #include <linux/rcutree.h>
257 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU)
258 #include <linux/rcutiny.h>
259 #else
260 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
261 #endif
262
263 /*
264  * The init_rcu_head_on_stack() and destroy_rcu_head_on_stack() calls
265  * are needed for dynamic initialization and destruction of rcu_head
266  * on the stack, and init_rcu_head()/destroy_rcu_head() are needed for
267  * dynamic initialization and destruction of statically allocated rcu_head
268  * structures.  However, rcu_head structures allocated dynamically in the
269  * heap don't need any initialization.
270  */
271 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
272 void init_rcu_head(struct rcu_head *head);
273 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head);
274 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
275 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
276 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
277 static inline void init_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
278 static inline void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
279 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
280 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
281 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
282
283 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
284 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
285 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
286 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void) { return true; }
287 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
288
289 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
290 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
291 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
292 extern struct lockdep_map rcu_callback_map;
293
294 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
295
296 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
297 {
298         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 0, NULL, _THIS_IP_);
299 }
300
301 static inline void rcu_try_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
302 {
303         lock_acquire(map, 0, 1, 2, 0, NULL, _THIS_IP_);
304 }
305
306 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
307 {
308         lock_release(map, _THIS_IP_);
309 }
310
311 int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
312 int rcu_read_lock_held(void);
313 int rcu_read_lock_bh_held(void);
314 int rcu_read_lock_sched_held(void);
315 int rcu_read_lock_any_held(void);
316
317 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
318
319 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
320 # define rcu_try_lock_acquire(a)        do { } while (0)
321 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
322
323 static inline int rcu_read_lock_held(void)
324 {
325         return 1;
326 }
327
328 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
329 {
330         return 1;
331 }
332
333 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
334 {
335         return !preemptible();
336 }
337
338 static inline int rcu_read_lock_any_held(void)
339 {
340         return !preemptible();
341 }
342
343 static inline int debug_lockdep_rcu_enabled(void)
344 {
345         return 0;
346 }
347
348 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
349
350 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
351
352 /**
353  * RCU_LOCKDEP_WARN - emit lockdep splat if specified condition is met
354  * @c: condition to check
355  * @s: informative message
356  *
357  * This checks debug_lockdep_rcu_enabled() before checking (c) to
358  * prevent early boot splats due to lockdep not yet being initialized,
359  * and rechecks it after checking (c) to prevent false-positive splats
360  * due to races with lockdep being disabled.  See commit 3066820034b5dd
361  * ("rcu: Reject RCU_LOCKDEP_WARN() false positives") for more detail.
362  */
363 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s)                                          \
364         do {                                                            \
365                 static bool __section(".data.unlikely") __warned;       \
366                 if (debug_lockdep_rcu_enabled() && (c) &&               \
367                     debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned) {         \
368                         __warned = true;                                \
369                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
370                 }                                                       \
371         } while (0)
372
373 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
374 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
375 {
376         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
377                          "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
378 }
379 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
380 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void) { }
381 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
382
383 #define rcu_sleep_check()                                               \
384         do {                                                            \
385                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
386                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))                     \
387                     RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),    \
388                                  "Illegal context switch in RCU-bh read-side critical section"); \
389                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),     \
390                                  "Illegal context switch in RCU-sched read-side critical section"); \
391         } while (0)
392
393 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
394
395 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s) do { } while (0 && (c))
396 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
397
398 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
399
400 /*
401  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
402  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
403  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
404  * multiple pointers markings to match different RCU implementations
405  * (e.g., __srcu), should this make sense in the future.
406  */
407
408 #ifdef __CHECKER__
409 #define rcu_check_sparse(p, space) \
410         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
411 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
412 #define rcu_check_sparse(p, space)
413 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
414
415 #define __unrcu_pointer(p, local)                                       \
416 ({                                                                      \
417         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)(p);                   \
418         rcu_check_sparse(p, __rcu);                                     \
419         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local));                       \
420 })
421 /**
422  * unrcu_pointer - mark a pointer as not being RCU protected
423  * @p: pointer needing to lose its __rcu property
424  *
425  * Converts @p from an __rcu pointer to a __kernel pointer.
426  * This allows an __rcu pointer to be used with xchg() and friends.
427  */
428 #define unrcu_pointer(p) __unrcu_pointer(p, __UNIQUE_ID(rcu))
429
430 #define __rcu_access_pointer(p, local, space) \
431 ({ \
432         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
433         rcu_check_sparse(p, space); \
434         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
435 })
436 #define __rcu_dereference_check(p, local, c, space) \
437 ({ \
438         /* Dependency order vs. p above. */ \
439         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
440         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_check() usage"); \
441         rcu_check_sparse(p, space); \
442         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
443 })
444 #define __rcu_dereference_protected(p, local, c, space) \
445 ({ \
446         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_protected() usage"); \
447         rcu_check_sparse(p, space); \
448         ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
449 })
450 #define __rcu_dereference_raw(p, local) \
451 ({ \
452         /* Dependency order vs. p above. */ \
453         typeof(p) local = READ_ONCE(p); \
454         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
455 })
456 #define rcu_dereference_raw(p) __rcu_dereference_raw(p, __UNIQUE_ID(rcu))
457
458 /**
459  * RCU_INITIALIZER() - statically initialize an RCU-protected global variable
460  * @v: The value to statically initialize with.
461  */
462 #define RCU_INITIALIZER(v) (typeof(*(v)) __force __rcu *)(v)
463
464 /**
465  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
466  * @p: pointer to assign to
467  * @v: value to assign (publish)
468  *
469  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
470  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
471  * any prior initialization.
472  *
473  * Inserts memory barriers on architectures that require them
474  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
475  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
476  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
477  * will be dereferenced by RCU read-side code.
478  *
479  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
480  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
481  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
482  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
483  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
484  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
485  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
486  *
487  * Note that rcu_assign_pointer() evaluates each of its arguments only
488  * once, appearances notwithstanding.  One of the "extra" evaluations
489  * is in typeof() and the other visible only to sparse (__CHECKER__),
490  * neither of which actually execute the argument.  As with most cpp
491  * macros, this execute-arguments-only-once property is important, so
492  * please be careful when making changes to rcu_assign_pointer() and the
493  * other macros that it invokes.
494  */
495 #define rcu_assign_pointer(p, v)                                              \
496 do {                                                                          \
497         uintptr_t _r_a_p__v = (uintptr_t)(v);                                 \
498         rcu_check_sparse(p, __rcu);                                           \
499                                                                               \
500         if (__builtin_constant_p(v) && (_r_a_p__v) == (uintptr_t)NULL)        \
501                 WRITE_ONCE((p), (typeof(p))(_r_a_p__v));                      \
502         else                                                                  \
503                 smp_store_release(&p, RCU_INITIALIZER((typeof(p))_r_a_p__v)); \
504 } while (0)
505
506 /**
507  * rcu_replace_pointer() - replace an RCU pointer, returning its old value
508  * @rcu_ptr: RCU pointer, whose old value is returned
509  * @ptr: regular pointer
510  * @c: the lockdep conditions under which the dereference will take place
511  *
512  * Perform a replacement, where @rcu_ptr is an RCU-annotated
513  * pointer and @c is the lockdep argument that is passed to the
514  * rcu_dereference_protected() call used to read that pointer.  The old
515  * value of @rcu_ptr is returned, and @rcu_ptr is set to @ptr.
516  */
517 #define rcu_replace_pointer(rcu_ptr, ptr, c)                            \
518 ({                                                                      \
519         typeof(ptr) __tmp = rcu_dereference_protected((rcu_ptr), (c));  \
520         rcu_assign_pointer((rcu_ptr), (ptr));                           \
521         __tmp;                                                          \
522 })
523
524 /**
525  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
526  * @p: The pointer to read
527  *
528  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
529  * lockdep checks for being in an RCU read-side critical section.  This is
530  * useful when the value of this pointer is accessed, but the pointer is
531  * not dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer
532  * against NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases
533  * where update-side locks prevent the value of the pointer from changing,
534  * you should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
535  * Within an RCU read-side critical section, there is little reason to
536  * use rcu_access_pointer().
537  *
538  * It is usually best to test the rcu_access_pointer() return value
539  * directly in order to avoid accidental dereferences being introduced
540  * by later inattentive changes.  In other words, assigning the
541  * rcu_access_pointer() return value to a local variable results in an
542  * accident waiting to happen.
543  *
544  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
545  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as is
546  * the case in the context of the RCU callback that is freeing up the data,
547  * or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful when tearing
548  * down multi-linked structures after a grace period has elapsed.  However,
549  * rcu_dereference_protected() is normally preferred for this use case.
550  */
551 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __UNIQUE_ID(rcu), __rcu)
552
553 /**
554  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
555  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
556  * @c: The conditions under which the dereference will take place
557  *
558  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
559  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
560  * indicate the various locking conditions that should be held at that
561  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
562  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
563  * (rcu_read_lock()) is included.
564  *
565  * For example:
566  *
567  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
568  *
569  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
570  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
571  * the bar struct at foo->bar is held.
572  *
573  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
574  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
575  * target struct:
576  *
577  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
578  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
579  *
580  * Inserts memory barriers on architectures that require them
581  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
582  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
583  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
584  * annotated as __rcu.
585  */
586 #define rcu_dereference_check(p, c) \
587         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
588                                 (c) || rcu_read_lock_held(), __rcu)
589
590 /**
591  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
592  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
593  * @c: The conditions under which the dereference will take place
594  *
595  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().  However,
596  * please note that starting in v5.0 kernels, vanilla RCU grace periods
597  * wait for local_bh_disable() regions of code in addition to regions of
598  * code demarked by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock().  This means
599  * that synchronize_rcu(), call_rcu, and friends all take not only
600  * rcu_read_lock() but also rcu_read_lock_bh() into account.
601  */
602 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
603         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
604                                 (c) || rcu_read_lock_bh_held(), __rcu)
605
606 /**
607  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
608  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
609  * @c: The conditions under which the dereference will take place
610  *
611  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
612  * However, please note that starting in v5.0 kernels, vanilla RCU grace
613  * periods wait for preempt_disable() regions of code in addition to
614  * regions of code demarked by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock().
615  * This means that synchronize_rcu(), call_rcu, and friends all take not
616  * only rcu_read_lock() but also rcu_read_lock_sched() into account.
617  */
618 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
619         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
620                                 (c) || rcu_read_lock_sched_held(), \
621                                 __rcu)
622
623 /*
624  * The tracing infrastructure traces RCU (we want that), but unfortunately
625  * some of the RCU checks causes tracing to lock up the system.
626  *
627  * The no-tracing version of rcu_dereference_raw() must not call
628  * rcu_read_lock_held().
629  */
630 #define rcu_dereference_raw_check(p) \
631         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), 1, __rcu)
632
633 /**
634  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
635  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
636  * @c: The conditions under which the dereference will take place
637  *
638  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
639  * the READ_ONCE().  This is useful in cases where update-side locks
640  * prevent the value of the pointer from changing.  Please note that this
641  * primitive does *not* prevent the compiler from repeating this reference
642  * or combining it with other references, so it should not be used without
643  * protection of appropriate locks.
644  *
645  * This function is only for update-side use.  Using this function
646  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
647  * but very ugly failures.
648  */
649 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
650         __rcu_dereference_protected((p), __UNIQUE_ID(rcu), (c), __rcu)
651
652
653 /**
654  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
655  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
656  *
657  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
658  */
659 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
660
661 /**
662  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
663  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
664  *
665  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
666  */
667 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
668
669 /**
670  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
671  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
672  *
673  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
674  */
675 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
676
677 /**
678  * rcu_pointer_handoff() - Hand off a pointer from RCU to other mechanism
679  * @p: The pointer to hand off
680  *
681  * This is simply an identity function, but it documents where a pointer
682  * is handed off from RCU to some other synchronization mechanism, for
683  * example, reference counting or locking.  In C11, it would map to
684  * kill_dependency().  It could be used as follows::
685  *
686  *      rcu_read_lock();
687  *      p = rcu_dereference(gp);
688  *      long_lived = is_long_lived(p);
689  *      if (long_lived) {
690  *              if (!atomic_inc_not_zero(p->refcnt))
691  *                      long_lived = false;
692  *              else
693  *                      p = rcu_pointer_handoff(p);
694  *      }
695  *      rcu_read_unlock();
696  */
697 #define rcu_pointer_handoff(p) (p)
698
699 /**
700  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
701  *
702  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
703  * are within RCU read-side critical sections, then the
704  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
705  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
706  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
707  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
708  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
709  *
710  * In v5.0 and later kernels, synchronize_rcu() and call_rcu() also
711  * wait for regions of code with preemption disabled, including regions of
712  * code with interrupts or softirqs disabled.  In pre-v5.0 kernels, which
713  * define synchronize_sched(), only code enclosed within rcu_read_lock()
714  * and rcu_read_unlock() are guaranteed to be waited for.
715  *
716  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
717  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
718  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
719  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
720  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
721  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
722  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
723  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
724  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
725  * callback would free up) has completed before the corresponding
726  * RCU callback is invoked.
727  *
728  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
729  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
730  * completes.
731  *
732  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
733  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
734  * read-side critical section that would block in a !PREEMPTION kernel.
735  * But if you want the full story, read on!
736  *
737  * In non-preemptible RCU implementations (pure TREE_RCU and TINY_RCU),
738  * it is illegal to block while in an RCU read-side critical section.
739  * In preemptible RCU implementations (PREEMPT_RCU) in CONFIG_PREEMPTION
740  * kernel builds, RCU read-side critical sections may be preempted,
741  * but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible RCU
742  * implementations in real-time (with -rt patchset) kernel builds, RCU
743  * read-side critical sections may be preempted and they may also block, but
744  * only when acquiring spinlocks that are subject to priority inheritance.
745  */
746 static __always_inline void rcu_read_lock(void)
747 {
748         __rcu_read_lock();
749         __acquire(RCU);
750         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
751         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
752                          "rcu_read_lock() used illegally while idle");
753 }
754
755 /*
756  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
757  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
758  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
759  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
760  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
761  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
762  * others' way, as long as they do so.
763  */
764
765 /**
766  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
767  *
768  * In almost all situations, rcu_read_unlock() is immune from deadlock.
769  * In recent kernels that have consolidated synchronize_sched() and
770  * synchronize_rcu_bh() into synchronize_rcu(), this deadlock immunity
771  * also extends to the scheduler's runqueue and priority-inheritance
772  * spinlocks, courtesy of the quiescent-state deferral that is carried
773  * out when rcu_read_unlock() is invoked with interrupts disabled.
774  *
775  * See rcu_read_lock() for more information.
776  */
777 static inline void rcu_read_unlock(void)
778 {
779         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
780                          "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
781         __release(RCU);
782         __rcu_read_unlock();
783         rcu_lock_release(&rcu_lock_map); /* Keep acq info for rls diags. */
784 }
785
786 /**
787  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
788  *
789  * This is equivalent to rcu_read_lock(), but also disables softirqs.
790  * Note that anything else that disables softirqs can also serve as an RCU
791  * read-side critical section.  However, please note that this equivalence
792  * applies only to v5.0 and later.  Before v5.0, rcu_read_lock() and
793  * rcu_read_lock_bh() were unrelated.
794  *
795  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
796  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
797  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
798  * was invoked from some other task.
799  */
800 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
801 {
802         local_bh_disable();
803         __acquire(RCU_BH);
804         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
805         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
806                          "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
807 }
808
809 /**
810  * rcu_read_unlock_bh() - marks the end of a softirq-only RCU critical section
811  *
812  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
813  */
814 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
815 {
816         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
817                          "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
818         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
819         __release(RCU_BH);
820         local_bh_enable();
821 }
822
823 /**
824  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
825  *
826  * This is equivalent to rcu_read_lock(), but also disables preemption.
827  * Read-side critical sections can also be introduced by anything else that
828  * disables preemption, including local_irq_disable() and friends.  However,
829  * please note that the equivalence to rcu_read_lock() applies only to
830  * v5.0 and later.  Before v5.0, rcu_read_lock() and rcu_read_lock_sched()
831  * were unrelated.
832  *
833  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
834  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
835  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
836  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
837  */
838 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
839 {
840         preempt_disable();
841         __acquire(RCU_SCHED);
842         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
843         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
844                          "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
845 }
846
847 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
848 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
849 {
850         preempt_disable_notrace();
851         __acquire(RCU_SCHED);
852 }
853
854 /**
855  * rcu_read_unlock_sched() - marks the end of a RCU-classic critical section
856  *
857  * See rcu_read_lock_sched() for more information.
858  */
859 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
860 {
861         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
862                          "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
863         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
864         __release(RCU_SCHED);
865         preempt_enable();
866 }
867
868 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
869 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
870 {
871         __release(RCU_SCHED);
872         preempt_enable_notrace();
873 }
874
875 /**
876  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
877  * @p: The pointer to be initialized.
878  * @v: The value to initialized the pointer to.
879  *
880  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
881  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
882  * special cases are:
883  *
884  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer *or*
885  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
886  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer *or*
887  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
888  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() *and*
889  *
890  *      a.      You have not made *any* reader-visible changes to
891  *              this structure since then *or*
892  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
893  *              new location to see the old state of the structure.  (For
894  *              example, the changes were to statistical counters or to
895  *              other state where exact synchronization is not required.)
896  *
897  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
898  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
899  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
900  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
901  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
902  *
903  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
904  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
905  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
906  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
907  * external-to-structure pointer *after* you have completely initialized
908  * the reader-accessible portions of the linked structure.
909  *
910  * Note that unlike rcu_assign_pointer(), RCU_INIT_POINTER() provides no
911  * ordering guarantees for either the CPU or the compiler.
912  */
913 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
914         do { \
915                 rcu_check_sparse(p, __rcu); \
916                 WRITE_ONCE(p, RCU_INITIALIZER(v)); \
917         } while (0)
918
919 /**
920  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
921  * @p: The pointer to be initialized.
922  * @v: The value to initialized the pointer to.
923  *
924  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
925  */
926 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
927                 .p = RCU_INITIALIZER(v)
928
929 /*
930  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
931  * structure can be handled by kvfree_rcu()?
932  */
933 #define __is_kvfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
934
935 /**
936  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
937  * @ptr: pointer to kfree for double-argument invocations.
938  * @rhf: the name of the struct rcu_head within the type of @ptr.
939  *
940  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
941  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
942  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
943  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
944  *
945  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
946  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
947  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
948  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
949  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
950  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
951  * be generated in kvfree_rcu_arg_2(). If this error is triggered, you can
952  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
953  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
954  *
955  * The object to be freed can be allocated either by kmalloc() or
956  * kmem_cache_alloc().
957  *
958  * Note that the allowable offset might decrease in the future.
959  *
960  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
961  * checks are done in macros here.
962  */
963 #define kfree_rcu(ptr, rhf) kvfree_rcu_arg_2(ptr, rhf)
964 #define kvfree_rcu(ptr, rhf) kvfree_rcu_arg_2(ptr, rhf)
965
966 /**
967  * kfree_rcu_mightsleep() - kfree an object after a grace period.
968  * @ptr: pointer to kfree for single-argument invocations.
969  *
970  * When it comes to head-less variant, only one argument
971  * is passed and that is just a pointer which has to be
972  * freed after a grace period. Therefore the semantic is
973  *
974  *     kfree_rcu_mightsleep(ptr);
975  *
976  * where @ptr is the pointer to be freed by kvfree().
977  *
978  * Please note, head-less way of freeing is permitted to
979  * use from a context that has to follow might_sleep()
980  * annotation. Otherwise, please switch and embed the
981  * rcu_head structure within the type of @ptr.
982  */
983 #define kfree_rcu_mightsleep(ptr) kvfree_rcu_arg_1(ptr)
984 #define kvfree_rcu_mightsleep(ptr) kvfree_rcu_arg_1(ptr)
985
986 #define kvfree_rcu_arg_2(ptr, rhf)                                      \
987 do {                                                                    \
988         typeof (ptr) ___p = (ptr);                                      \
989                                                                         \
990         if (___p) {                                                                     \
991                 BUILD_BUG_ON(!__is_kvfree_rcu_offset(offsetof(typeof(*(ptr)), rhf)));   \
992                 kvfree_call_rcu(&((___p)->rhf), (void *) (___p));                       \
993         }                                                                               \
994 } while (0)
995
996 #define kvfree_rcu_arg_1(ptr)                                   \
997 do {                                                            \
998         typeof(ptr) ___p = (ptr);                               \
999                                                                 \
1000         if (___p)                                               \
1001                 kvfree_call_rcu(NULL, (void *) (___p));         \
1002 } while (0)
1003
1004 /*
1005  * Place this after a lock-acquisition primitive to guarantee that
1006  * an UNLOCK+LOCK pair acts as a full barrier.  This guarantee applies
1007  * if the UNLOCK and LOCK are executed by the same CPU or if the
1008  * UNLOCK and LOCK operate on the same lock variable.
1009  */
1010 #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE
1011 #define smp_mb__after_unlock_lock()     smp_mb()  /* Full ordering for lock. */
1012 #else /* #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
1013 #define smp_mb__after_unlock_lock()     do { } while (0)
1014 #endif /* #else #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
1015
1016
1017 /* Has the specified rcu_head structure been handed to call_rcu()? */
1018
1019 /**
1020  * rcu_head_init - Initialize rcu_head for rcu_head_after_call_rcu()
1021  * @rhp: The rcu_head structure to initialize.
1022  *
1023  * If you intend to invoke rcu_head_after_call_rcu() to test whether a
1024  * given rcu_head structure has already been passed to call_rcu(), then
1025  * you must also invoke this rcu_head_init() function on it just after
1026  * allocating that structure.  Calls to this function must not race with
1027  * calls to call_rcu(), rcu_head_after_call_rcu(), or callback invocation.
1028  */
1029 static inline void rcu_head_init(struct rcu_head *rhp)
1030 {
1031         rhp->func = (rcu_callback_t)~0L;
1032 }
1033
1034 /**
1035  * rcu_head_after_call_rcu() - Has this rcu_head been passed to call_rcu()?
1036  * @rhp: The rcu_head structure to test.
1037  * @f: The function passed to call_rcu() along with @rhp.
1038  *
1039  * Returns @true if the @rhp has been passed to call_rcu() with @func,
1040  * and @false otherwise.  Emits a warning in any other case, including
1041  * the case where @rhp has already been invoked after a grace period.
1042  * Calls to this function must not race with callback invocation.  One way
1043  * to avoid such races is to enclose the call to rcu_head_after_call_rcu()
1044  * in an RCU read-side critical section that includes a read-side fetch
1045  * of the pointer to the structure containing @rhp.
1046  */
1047 static inline bool
1048 rcu_head_after_call_rcu(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t f)
1049 {
1050         rcu_callback_t func = READ_ONCE(rhp->func);
1051
1052         if (func == f)
1053                 return true;
1054         WARN_ON_ONCE(func != (rcu_callback_t)~0L);
1055         return false;
1056 }
1057
1058 /* kernel/ksysfs.c definitions */
1059 extern int rcu_expedited;
1060 extern int rcu_normal;
1061
1062 DEFINE_LOCK_GUARD_0(rcu, rcu_read_lock(), rcu_read_unlock())
1063
1064 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */