Merge tag 'hwmon-for-v6.2-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/groec...
[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  * cond_resched_tasks_rcu_qs - Report potential quiescent states to RCU
254  *
255  * This macro resembles cond_resched(), except that it is defined to
256  * report potential quiescent states to RCU-tasks even if the cond_resched()
257  * machinery were to be shut off, as some advocate for PREEMPTION kernels.
258  */
259 #define cond_resched_tasks_rcu_qs() \
260 do { \
261         rcu_tasks_qs(current, false); \
262         cond_resched(); \
263 } while (0)
264
265 /*
266  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
267  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
268  */
269
270 #if defined(CONFIG_TREE_RCU)
271 #include <linux/rcutree.h>
272 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU)
273 #include <linux/rcutiny.h>
274 #else
275 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
276 #endif
277
278 /*
279  * The init_rcu_head_on_stack() and destroy_rcu_head_on_stack() calls
280  * are needed for dynamic initialization and destruction of rcu_head
281  * on the stack, and init_rcu_head()/destroy_rcu_head() are needed for
282  * dynamic initialization and destruction of statically allocated rcu_head
283  * structures.  However, rcu_head structures allocated dynamically in the
284  * heap don't need any initialization.
285  */
286 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
287 void init_rcu_head(struct rcu_head *head);
288 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head);
289 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
290 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
291 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
292 static inline void init_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
293 static inline void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
294 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
295 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
296 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
297
298 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
299 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
300 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
301 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void) { return true; }
302 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
303
304 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
305 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
306 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
307 extern struct lockdep_map rcu_callback_map;
308
309 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
310
311 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
312 {
313         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 0, NULL, _THIS_IP_);
314 }
315
316 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
317 {
318         lock_release(map, _THIS_IP_);
319 }
320
321 int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
322 int rcu_read_lock_held(void);
323 int rcu_read_lock_bh_held(void);
324 int rcu_read_lock_sched_held(void);
325 int rcu_read_lock_any_held(void);
326
327 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
328
329 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
330 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
331
332 static inline int rcu_read_lock_held(void)
333 {
334         return 1;
335 }
336
337 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
338 {
339         return 1;
340 }
341
342 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
343 {
344         return !preemptible();
345 }
346
347 static inline int rcu_read_lock_any_held(void)
348 {
349         return !preemptible();
350 }
351
352 static inline int debug_lockdep_rcu_enabled(void)
353 {
354         return 0;
355 }
356
357 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
358
359 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
360
361 /**
362  * RCU_LOCKDEP_WARN - emit lockdep splat if specified condition is met
363  * @c: condition to check
364  * @s: informative message
365  */
366 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s)                                          \
367         do {                                                            \
368                 static bool __section(".data.unlikely") __warned;       \
369                 if ((c) && debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned) {  \
370                         __warned = true;                                \
371                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
372                 }                                                       \
373         } while (0)
374
375 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
376 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
377 {
378         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
379                          "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
380 }
381 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
382 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void) { }
383 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
384
385 #define rcu_sleep_check()                                               \
386         do {                                                            \
387                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
388                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))                     \
389                     RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),    \
390                                  "Illegal context switch in RCU-bh read-side critical section"); \
391                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),     \
392                                  "Illegal context switch in RCU-sched read-side critical section"); \
393         } while (0)
394
395 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
396
397 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s) do { } while (0 && (c))
398 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
399
400 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
401
402 /*
403  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
404  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
405  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
406  * multiple pointers markings to match different RCU implementations
407  * (e.g., __srcu), should this make sense in the future.
408  */
409
410 #ifdef __CHECKER__
411 #define rcu_check_sparse(p, space) \
412         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
413 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
414 #define rcu_check_sparse(p, space)
415 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
416
417 #define __unrcu_pointer(p, local)                                       \
418 ({                                                                      \
419         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)(p);                   \
420         rcu_check_sparse(p, __rcu);                                     \
421         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local));                       \
422 })
423 /**
424  * unrcu_pointer - mark a pointer as not being RCU protected
425  * @p: pointer needing to lose its __rcu property
426  *
427  * Converts @p from an __rcu pointer to a __kernel pointer.
428  * This allows an __rcu pointer to be used with xchg() and friends.
429  */
430 #define unrcu_pointer(p) __unrcu_pointer(p, __UNIQUE_ID(rcu))
431
432 #define __rcu_access_pointer(p, local, space) \
433 ({ \
434         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
435         rcu_check_sparse(p, space); \
436         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
437 })
438 #define __rcu_dereference_check(p, local, c, space) \
439 ({ \
440         /* Dependency order vs. p above. */ \
441         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
442         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_check() usage"); \
443         rcu_check_sparse(p, space); \
444         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
445 })
446 #define __rcu_dereference_protected(p, local, c, space) \
447 ({ \
448         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_protected() usage"); \
449         rcu_check_sparse(p, space); \
450         ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
451 })
452 #define __rcu_dereference_raw(p, local) \
453 ({ \
454         /* Dependency order vs. p above. */ \
455         typeof(p) local = READ_ONCE(p); \
456         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
457 })
458 #define rcu_dereference_raw(p) __rcu_dereference_raw(p, __UNIQUE_ID(rcu))
459
460 /**
461  * RCU_INITIALIZER() - statically initialize an RCU-protected global variable
462  * @v: The value to statically initialize with.
463  */
464 #define RCU_INITIALIZER(v) (typeof(*(v)) __force __rcu *)(v)
465
466 /**
467  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
468  * @p: pointer to assign to
469  * @v: value to assign (publish)
470  *
471  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
472  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
473  * any prior initialization.
474  *
475  * Inserts memory barriers on architectures that require them
476  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
477  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
478  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
479  * will be dereferenced by RCU read-side code.
480  *
481  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
482  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
483  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
484  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
485  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
486  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
487  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
488  *
489  * Note that rcu_assign_pointer() evaluates each of its arguments only
490  * once, appearances notwithstanding.  One of the "extra" evaluations
491  * is in typeof() and the other visible only to sparse (__CHECKER__),
492  * neither of which actually execute the argument.  As with most cpp
493  * macros, this execute-arguments-only-once property is important, so
494  * please be careful when making changes to rcu_assign_pointer() and the
495  * other macros that it invokes.
496  */
497 #define rcu_assign_pointer(p, v)                                              \
498 do {                                                                          \
499         uintptr_t _r_a_p__v = (uintptr_t)(v);                                 \
500         rcu_check_sparse(p, __rcu);                                           \
501                                                                               \
502         if (__builtin_constant_p(v) && (_r_a_p__v) == (uintptr_t)NULL)        \
503                 WRITE_ONCE((p), (typeof(p))(_r_a_p__v));                      \
504         else                                                                  \
505                 smp_store_release(&p, RCU_INITIALIZER((typeof(p))_r_a_p__v)); \
506 } while (0)
507
508 /**
509  * rcu_replace_pointer() - replace an RCU pointer, returning its old value
510  * @rcu_ptr: RCU pointer, whose old value is returned
511  * @ptr: regular pointer
512  * @c: the lockdep conditions under which the dereference will take place
513  *
514  * Perform a replacement, where @rcu_ptr is an RCU-annotated
515  * pointer and @c is the lockdep argument that is passed to the
516  * rcu_dereference_protected() call used to read that pointer.  The old
517  * value of @rcu_ptr is returned, and @rcu_ptr is set to @ptr.
518  */
519 #define rcu_replace_pointer(rcu_ptr, ptr, c)                            \
520 ({                                                                      \
521         typeof(ptr) __tmp = rcu_dereference_protected((rcu_ptr), (c));  \
522         rcu_assign_pointer((rcu_ptr), (ptr));                           \
523         __tmp;                                                          \
524 })
525
526 /**
527  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
528  * @p: The pointer to read
529  *
530  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
531  * lockdep checks for being in an RCU read-side critical section.  This is
532  * useful when the value of this pointer is accessed, but the pointer is
533  * not dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer
534  * against NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases
535  * where update-side locks prevent the value of the pointer from changing,
536  * you should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
537  * Within an RCU read-side critical section, there is little reason to
538  * use rcu_access_pointer().
539  *
540  * It is usually best to test the rcu_access_pointer() return value
541  * directly in order to avoid accidental dereferences being introduced
542  * by later inattentive changes.  In other words, assigning the
543  * rcu_access_pointer() return value to a local variable results in an
544  * accident waiting to happen.
545  *
546  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
547  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as is
548  * the case in the context of the RCU callback that is freeing up the data,
549  * or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful when tearing
550  * down multi-linked structures after a grace period has elapsed.  However,
551  * rcu_dereference_protected() is normally preferred for this use case.
552  */
553 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __UNIQUE_ID(rcu), __rcu)
554
555 /**
556  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
557  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
558  * @c: The conditions under which the dereference will take place
559  *
560  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
561  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
562  * indicate the various locking conditions that should be held at that
563  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
564  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
565  * (rcu_read_lock()) is included.
566  *
567  * For example:
568  *
569  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
570  *
571  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
572  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
573  * the bar struct at foo->bar is held.
574  *
575  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
576  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
577  * target struct:
578  *
579  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
580  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
581  *
582  * Inserts memory barriers on architectures that require them
583  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
584  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
585  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
586  * annotated as __rcu.
587  */
588 #define rcu_dereference_check(p, c) \
589         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
590                                 (c) || rcu_read_lock_held(), __rcu)
591
592 /**
593  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
594  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
595  * @c: The conditions under which the dereference will take place
596  *
597  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().  However,
598  * please note that starting in v5.0 kernels, vanilla RCU grace periods
599  * wait for local_bh_disable() regions of code in addition to regions of
600  * code demarked by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock().  This means
601  * that synchronize_rcu(), call_rcu, and friends all take not only
602  * rcu_read_lock() but also rcu_read_lock_bh() into account.
603  */
604 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
605         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
606                                 (c) || rcu_read_lock_bh_held(), __rcu)
607
608 /**
609  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
610  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
611  * @c: The conditions under which the dereference will take place
612  *
613  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
614  * However, please note that starting in v5.0 kernels, vanilla RCU grace
615  * periods wait for preempt_disable() regions of code in addition to
616  * regions of code demarked by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock().
617  * This means that synchronize_rcu(), call_rcu, and friends all take not
618  * only rcu_read_lock() but also rcu_read_lock_sched() into account.
619  */
620 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
621         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
622                                 (c) || rcu_read_lock_sched_held(), \
623                                 __rcu)
624
625 /*
626  * The tracing infrastructure traces RCU (we want that), but unfortunately
627  * some of the RCU checks causes tracing to lock up the system.
628  *
629  * The no-tracing version of rcu_dereference_raw() must not call
630  * rcu_read_lock_held().
631  */
632 #define rcu_dereference_raw_check(p) \
633         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), 1, __rcu)
634
635 /**
636  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
637  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
638  * @c: The conditions under which the dereference will take place
639  *
640  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
641  * the READ_ONCE().  This is useful in cases where update-side locks
642  * prevent the value of the pointer from changing.  Please note that this
643  * primitive does *not* prevent the compiler from repeating this reference
644  * or combining it with other references, so it should not be used without
645  * protection of appropriate locks.
646  *
647  * This function is only for update-side use.  Using this function
648  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
649  * but very ugly failures.
650  */
651 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
652         __rcu_dereference_protected((p), __UNIQUE_ID(rcu), (c), __rcu)
653
654
655 /**
656  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
657  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
658  *
659  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
660  */
661 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
662
663 /**
664  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
665  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
666  *
667  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
668  */
669 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
670
671 /**
672  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
673  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
674  *
675  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
676  */
677 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
678
679 /**
680  * rcu_pointer_handoff() - Hand off a pointer from RCU to other mechanism
681  * @p: The pointer to hand off
682  *
683  * This is simply an identity function, but it documents where a pointer
684  * is handed off from RCU to some other synchronization mechanism, for
685  * example, reference counting or locking.  In C11, it would map to
686  * kill_dependency().  It could be used as follows::
687  *
688  *      rcu_read_lock();
689  *      p = rcu_dereference(gp);
690  *      long_lived = is_long_lived(p);
691  *      if (long_lived) {
692  *              if (!atomic_inc_not_zero(p->refcnt))
693  *                      long_lived = false;
694  *              else
695  *                      p = rcu_pointer_handoff(p);
696  *      }
697  *      rcu_read_unlock();
698  */
699 #define rcu_pointer_handoff(p) (p)
700
701 /**
702  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
703  *
704  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
705  * are within RCU read-side critical sections, then the
706  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
707  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
708  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
709  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
710  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
711  *
712  * In v5.0 and later kernels, synchronize_rcu() and call_rcu() also
713  * wait for regions of code with preemption disabled, including regions of
714  * code with interrupts or softirqs disabled.  In pre-v5.0 kernels, which
715  * define synchronize_sched(), only code enclosed within rcu_read_lock()
716  * and rcu_read_unlock() are guaranteed to be waited for.
717  *
718  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
719  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
720  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
721  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
722  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
723  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
724  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
725  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
726  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
727  * callback would free up) has completed before the corresponding
728  * RCU callback is invoked.
729  *
730  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
731  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
732  * completes.
733  *
734  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
735  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
736  * read-side critical section that would block in a !PREEMPTION kernel.
737  * But if you want the full story, read on!
738  *
739  * In non-preemptible RCU implementations (pure TREE_RCU and TINY_RCU),
740  * it is illegal to block while in an RCU read-side critical section.
741  * In preemptible RCU implementations (PREEMPT_RCU) in CONFIG_PREEMPTION
742  * kernel builds, RCU read-side critical sections may be preempted,
743  * but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible RCU
744  * implementations in real-time (with -rt patchset) kernel builds, RCU
745  * read-side critical sections may be preempted and they may also block, but
746  * only when acquiring spinlocks that are subject to priority inheritance.
747  */
748 static __always_inline void rcu_read_lock(void)
749 {
750         __rcu_read_lock();
751         __acquire(RCU);
752         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
753         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
754                          "rcu_read_lock() used illegally while idle");
755 }
756
757 /*
758  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
759  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
760  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
761  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
762  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
763  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
764  * others' way, as long as they do so.
765  */
766
767 /**
768  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
769  *
770  * In almost all situations, rcu_read_unlock() is immune from deadlock.
771  * In recent kernels that have consolidated synchronize_sched() and
772  * synchronize_rcu_bh() into synchronize_rcu(), this deadlock immunity
773  * also extends to the scheduler's runqueue and priority-inheritance
774  * spinlocks, courtesy of the quiescent-state deferral that is carried
775  * out when rcu_read_unlock() is invoked with interrupts disabled.
776  *
777  * See rcu_read_lock() for more information.
778  */
779 static inline void rcu_read_unlock(void)
780 {
781         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
782                          "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
783         __release(RCU);
784         __rcu_read_unlock();
785         rcu_lock_release(&rcu_lock_map); /* Keep acq info for rls diags. */
786 }
787
788 /**
789  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
790  *
791  * This is equivalent to rcu_read_lock(), but also disables softirqs.
792  * Note that anything else that disables softirqs can also serve as an RCU
793  * read-side critical section.  However, please note that this equivalence
794  * applies only to v5.0 and later.  Before v5.0, rcu_read_lock() and
795  * rcu_read_lock_bh() were unrelated.
796  *
797  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
798  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
799  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
800  * was invoked from some other task.
801  */
802 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
803 {
804         local_bh_disable();
805         __acquire(RCU_BH);
806         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
807         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
808                          "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
809 }
810
811 /**
812  * rcu_read_unlock_bh() - marks the end of a softirq-only RCU critical section
813  *
814  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
815  */
816 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
817 {
818         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
819                          "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
820         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
821         __release(RCU_BH);
822         local_bh_enable();
823 }
824
825 /**
826  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
827  *
828  * This is equivalent to rcu_read_lock(), but also disables preemption.
829  * Read-side critical sections can also be introduced by anything else that
830  * disables preemption, including local_irq_disable() and friends.  However,
831  * please note that the equivalence to rcu_read_lock() applies only to
832  * v5.0 and later.  Before v5.0, rcu_read_lock() and rcu_read_lock_sched()
833  * were unrelated.
834  *
835  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
836  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
837  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
838  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
839  */
840 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
841 {
842         preempt_disable();
843         __acquire(RCU_SCHED);
844         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
845         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
846                          "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
847 }
848
849 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
850 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
851 {
852         preempt_disable_notrace();
853         __acquire(RCU_SCHED);
854 }
855
856 /**
857  * rcu_read_unlock_sched() - marks the end of a RCU-classic critical section
858  *
859  * See rcu_read_lock_sched() for more information.
860  */
861 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
862 {
863         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
864                          "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
865         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
866         __release(RCU_SCHED);
867         preempt_enable();
868 }
869
870 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
871 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
872 {
873         __release(RCU_SCHED);
874         preempt_enable_notrace();
875 }
876
877 /**
878  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
879  * @p: The pointer to be initialized.
880  * @v: The value to initialized the pointer to.
881  *
882  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
883  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
884  * special cases are:
885  *
886  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer *or*
887  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
888  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer *or*
889  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
890  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() *and*
891  *
892  *      a.      You have not made *any* reader-visible changes to
893  *              this structure since then *or*
894  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
895  *              new location to see the old state of the structure.  (For
896  *              example, the changes were to statistical counters or to
897  *              other state where exact synchronization is not required.)
898  *
899  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
900  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
901  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
902  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
903  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
904  *
905  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
906  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
907  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
908  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
909  * external-to-structure pointer *after* you have completely initialized
910  * the reader-accessible portions of the linked structure.
911  *
912  * Note that unlike rcu_assign_pointer(), RCU_INIT_POINTER() provides no
913  * ordering guarantees for either the CPU or the compiler.
914  */
915 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
916         do { \
917                 rcu_check_sparse(p, __rcu); \
918                 WRITE_ONCE(p, RCU_INITIALIZER(v)); \
919         } while (0)
920
921 /**
922  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
923  * @p: The pointer to be initialized.
924  * @v: The value to initialized the pointer to.
925  *
926  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
927  */
928 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
929                 .p = RCU_INITIALIZER(v)
930
931 /*
932  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
933  * structure can be handled by kvfree_rcu()?
934  */
935 #define __is_kvfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
936
937 /**
938  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
939  * @ptr: pointer to kfree for both single- and double-argument invocations.
940  * @rhf: the name of the struct rcu_head within the type of @ptr,
941  *       but only for double-argument invocations.
942  *
943  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
944  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
945  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
946  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
947  *
948  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
949  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
950  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
951  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
952  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
953  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
954  * be generated in kvfree_rcu_arg_2(). If this error is triggered, you can
955  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
956  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
957  *
958  * Note that the allowable offset might decrease in the future, for example,
959  * to allow something like kmem_cache_free_rcu().
960  *
961  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
962  * checks are done in macros here.
963  */
964 #define kfree_rcu(ptr, rhf...) kvfree_rcu(ptr, ## rhf)
965
966 /**
967  * kvfree_rcu() - kvfree an object after a grace period.
968  *
969  * This macro consists of one or two arguments and it is
970  * based on whether an object is head-less or not. If it
971  * has a head then a semantic stays the same as it used
972  * to be before:
973  *
974  *     kvfree_rcu(ptr, rhf);
975  *
976  * where @ptr is a pointer to kvfree(), @rhf is the name
977  * of the rcu_head structure within the type of @ptr.
978  *
979  * When it comes to head-less variant, only one argument
980  * is passed and that is just a pointer which has to be
981  * freed after a grace period. Therefore the semantic is
982  *
983  *     kvfree_rcu(ptr);
984  *
985  * where @ptr is the pointer to be freed by kvfree().
986  *
987  * Please note, head-less way of freeing is permitted to
988  * use from a context that has to follow might_sleep()
989  * annotation. Otherwise, please switch and embed the
990  * rcu_head structure within the type of @ptr.
991  */
992 #define kvfree_rcu(...) KVFREE_GET_MACRO(__VA_ARGS__,           \
993         kvfree_rcu_arg_2, kvfree_rcu_arg_1)(__VA_ARGS__)
994
995 #define KVFREE_GET_MACRO(_1, _2, NAME, ...) NAME
996 #define kvfree_rcu_arg_2(ptr, rhf)                                      \
997 do {                                                                    \
998         typeof (ptr) ___p = (ptr);                                      \
999                                                                         \
1000         if (___p) {                                                                     \
1001                 BUILD_BUG_ON(!__is_kvfree_rcu_offset(offsetof(typeof(*(ptr)), rhf)));   \
1002                 kvfree_call_rcu(&((___p)->rhf), (rcu_callback_t)(unsigned long)         \
1003                         (offsetof(typeof(*(ptr)), rhf)));                               \
1004         }                                                                               \
1005 } while (0)
1006
1007 #define kvfree_rcu_arg_1(ptr)                                   \
1008 do {                                                            \
1009         typeof(ptr) ___p = (ptr);                               \
1010                                                                 \
1011         if (___p)                                               \
1012                 kvfree_call_rcu(NULL, (rcu_callback_t) (___p)); \
1013 } while (0)
1014
1015 /*
1016  * Place this after a lock-acquisition primitive to guarantee that
1017  * an UNLOCK+LOCK pair acts as a full barrier.  This guarantee applies
1018  * if the UNLOCK and LOCK are executed by the same CPU or if the
1019  * UNLOCK and LOCK operate on the same lock variable.
1020  */
1021 #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE
1022 #define smp_mb__after_unlock_lock()     smp_mb()  /* Full ordering for lock. */
1023 #else /* #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
1024 #define smp_mb__after_unlock_lock()     do { } while (0)
1025 #endif /* #else #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
1026
1027
1028 /* Has the specified rcu_head structure been handed to call_rcu()? */
1029
1030 /**
1031  * rcu_head_init - Initialize rcu_head for rcu_head_after_call_rcu()
1032  * @rhp: The rcu_head structure to initialize.
1033  *
1034  * If you intend to invoke rcu_head_after_call_rcu() to test whether a
1035  * given rcu_head structure has already been passed to call_rcu(), then
1036  * you must also invoke this rcu_head_init() function on it just after
1037  * allocating that structure.  Calls to this function must not race with
1038  * calls to call_rcu(), rcu_head_after_call_rcu(), or callback invocation.
1039  */
1040 static inline void rcu_head_init(struct rcu_head *rhp)
1041 {
1042         rhp->func = (rcu_callback_t)~0L;
1043 }
1044
1045 /**
1046  * rcu_head_after_call_rcu() - Has this rcu_head been passed to call_rcu()?
1047  * @rhp: The rcu_head structure to test.
1048  * @f: The function passed to call_rcu() along with @rhp.
1049  *
1050  * Returns @true if the @rhp has been passed to call_rcu() with @func,
1051  * and @false otherwise.  Emits a warning in any other case, including
1052  * the case where @rhp has already been invoked after a grace period.
1053  * Calls to this function must not race with callback invocation.  One way
1054  * to avoid such races is to enclose the call to rcu_head_after_call_rcu()
1055  * in an RCU read-side critical section that includes a read-side fetch
1056  * of the pointer to the structure containing @rhp.
1057  */
1058 static inline bool
1059 rcu_head_after_call_rcu(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t f)
1060 {
1061         rcu_callback_t func = READ_ONCE(rhp->func);
1062
1063         if (func == f)
1064                 return true;
1065         WARN_ON_ONCE(func != (rcu_callback_t)~0L);
1066         return false;
1067 }
1068
1069 /* kernel/ksysfs.c definitions */
1070 extern int rcu_expedited;
1071 extern int rcu_normal;
1072
1073 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */