virtio_ring: introduce virtqueue_dma_dev()
[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 #define ulong2long(a)           (*(long *)(&(a)))
38 #define USHORT_CMP_GE(a, b)     (USHRT_MAX / 2 >= (unsigned short)((a) - (b)))
39 #define USHORT_CMP_LT(a, b)     (USHRT_MAX / 2 < (unsigned short)((a) - (b)))
40
41 /* Exported common interfaces */
42 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
43 void rcu_barrier_tasks(void);
44 void rcu_barrier_tasks_rude(void);
45 void synchronize_rcu(void);
46
47 struct rcu_gp_oldstate;
48 unsigned long get_completed_synchronize_rcu(void);
49 void get_completed_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp);
50
51 // Maximum number of unsigned long values corresponding to
52 // not-yet-completed RCU grace periods.
53 #define NUM_ACTIVE_RCU_POLL_OLDSTATE 2
54
55 /**
56  * same_state_synchronize_rcu - Are two old-state values identical?
57  * @oldstate1: First old-state value.
58  * @oldstate2: Second old-state value.
59  *
60  * The two old-state values must have been obtained from either
61  * get_state_synchronize_rcu(), start_poll_synchronize_rcu(), or
62  * get_completed_synchronize_rcu().  Returns @true if the two values are
63  * identical and @false otherwise.  This allows structures whose lifetimes
64  * are tracked by old-state values to push these values to a list header,
65  * allowing those structures to be slightly smaller.
66  */
67 static inline bool same_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate1, unsigned long oldstate2)
68 {
69         return oldstate1 == oldstate2;
70 }
71
72 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
73
74 void __rcu_read_lock(void);
75 void __rcu_read_unlock(void);
76
77 /*
78  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
79  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
80  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
81  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
82  */
83 #define rcu_preempt_depth() READ_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting)
84
85 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
86
87 #ifdef CONFIG_TINY_RCU
88 #define rcu_read_unlock_strict() do { } while (0)
89 #else
90 void rcu_read_unlock_strict(void);
91 #endif
92
93 static inline void __rcu_read_lock(void)
94 {
95         preempt_disable();
96 }
97
98 static inline void __rcu_read_unlock(void)
99 {
100         preempt_enable();
101         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
102                 rcu_read_unlock_strict();
103 }
104
105 static inline int rcu_preempt_depth(void)
106 {
107         return 0;
108 }
109
110 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
111
112 #ifdef CONFIG_RCU_LAZY
113 void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
114 #else
115 static inline void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
116 {
117         call_rcu(head, func);
118 }
119 #endif
120
121 /* Internal to kernel */
122 void rcu_init(void);
123 extern int rcu_scheduler_active;
124 void rcu_sched_clock_irq(int user);
125 void rcu_report_dead(unsigned int cpu);
126 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu);
127
128 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC
129 void rcu_init_tasks_generic(void);
130 #else
131 static inline void rcu_init_tasks_generic(void) { }
132 #endif
133
134 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
135 void rcu_sysrq_start(void);
136 void rcu_sysrq_end(void);
137 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
138 static inline void rcu_sysrq_start(void) { }
139 static inline void rcu_sysrq_end(void) { }
140 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
141
142 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK))
143 void rcu_irq_work_resched(void);
144 #else
145 static inline void rcu_irq_work_resched(void) { }
146 #endif
147
148 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
149 void rcu_init_nohz(void);
150 int rcu_nocb_cpu_offload(int cpu);
151 int rcu_nocb_cpu_deoffload(int cpu);
152 void rcu_nocb_flush_deferred_wakeup(void);
153 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
154 static inline void rcu_init_nohz(void) { }
155 static inline int rcu_nocb_cpu_offload(int cpu) { return -EINVAL; }
156 static inline int rcu_nocb_cpu_deoffload(int cpu) { return 0; }
157 static inline void rcu_nocb_flush_deferred_wakeup(void) { }
158 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
159
160 /*
161  * Note a quasi-voluntary context switch for RCU-tasks's benefit.
162  * This is a macro rather than an inline function to avoid #include hell.
163  */
164 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC
165
166 # ifdef CONFIG_TASKS_RCU
167 # define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt)                               \
168         do {                                                            \
169                 if (!(preempt) && READ_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout))    \
170                         WRITE_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout, false);      \
171         } while (0)
172 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
173 void synchronize_rcu_tasks(void);
174 # else
175 # define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt) do { } while (0)
176 # define call_rcu_tasks call_rcu
177 # define synchronize_rcu_tasks synchronize_rcu
178 # endif
179
180 # ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
181 // Bits for ->trc_reader_special.b.need_qs field.
182 #define TRC_NEED_QS             0x1  // Task needs a quiescent state.
183 #define TRC_NEED_QS_CHECKED     0x2  // Task has been checked for needing quiescent state.
184
185 u8 rcu_trc_cmpxchg_need_qs(struct task_struct *t, u8 old, u8 new);
186 void rcu_tasks_trace_qs_blkd(struct task_struct *t);
187
188 # define rcu_tasks_trace_qs(t)                                                  \
189         do {                                                                    \
190                 int ___rttq_nesting = READ_ONCE((t)->trc_reader_nesting);       \
191                                                                                 \
192                 if (likely(!READ_ONCE((t)->trc_reader_special.b.need_qs)) &&    \
193                     likely(!___rttq_nesting)) {                                 \
194                         rcu_trc_cmpxchg_need_qs((t), 0, TRC_NEED_QS_CHECKED);   \
195                 } else if (___rttq_nesting && ___rttq_nesting != INT_MIN &&     \
196                            !READ_ONCE((t)->trc_reader_special.b.blocked)) {     \
197                         rcu_tasks_trace_qs_blkd(t);                             \
198                 }                                                               \
199         } while (0)
200 # else
201 # define rcu_tasks_trace_qs(t) do { } while (0)
202 # endif
203
204 #define rcu_tasks_qs(t, preempt)                                        \
205 do {                                                                    \
206         rcu_tasks_classic_qs((t), (preempt));                           \
207         rcu_tasks_trace_qs(t);                                          \
208 } while (0)
209
210 # ifdef CONFIG_TASKS_RUDE_RCU
211 void call_rcu_tasks_rude(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
212 void synchronize_rcu_tasks_rude(void);
213 # endif
214
215 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) rcu_tasks_qs(t, false)
216 void exit_tasks_rcu_start(void);
217 void exit_tasks_rcu_stop(void);
218 void exit_tasks_rcu_finish(void);
219 #else /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */
220 #define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt) do { } while (0)
221 #define rcu_tasks_qs(t, preempt) do { } while (0)
222 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) do { } while (0)
223 #define call_rcu_tasks call_rcu
224 #define synchronize_rcu_tasks synchronize_rcu
225 static inline void exit_tasks_rcu_start(void) { }
226 static inline void exit_tasks_rcu_stop(void) { }
227 static inline void exit_tasks_rcu_finish(void) { }
228 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */
229
230 /**
231  * rcu_trace_implies_rcu_gp - does an RCU Tasks Trace grace period imply an RCU grace period?
232  *
233  * As an accident of implementation, an RCU Tasks Trace grace period also
234  * acts as an RCU grace period.  However, this could change at any time.
235  * Code relying on this accident must call this function to verify that
236  * this accident is still happening.
237  *
238  * You have been warned!
239  */
240 static inline bool rcu_trace_implies_rcu_gp(void) { return true; }
241
242 /**
243  * cond_resched_tasks_rcu_qs - Report potential quiescent states to RCU
244  *
245  * This macro resembles cond_resched(), except that it is defined to
246  * report potential quiescent states to RCU-tasks even if the cond_resched()
247  * machinery were to be shut off, as some advocate for PREEMPTION kernels.
248  */
249 #define cond_resched_tasks_rcu_qs() \
250 do { \
251         rcu_tasks_qs(current, false); \
252         cond_resched(); \
253 } while (0)
254
255 /*
256  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
257  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
258  */
259
260 #if defined(CONFIG_TREE_RCU)
261 #include <linux/rcutree.h>
262 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU)
263 #include <linux/rcutiny.h>
264 #else
265 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
266 #endif
267
268 /*
269  * The init_rcu_head_on_stack() and destroy_rcu_head_on_stack() calls
270  * are needed for dynamic initialization and destruction of rcu_head
271  * on the stack, and init_rcu_head()/destroy_rcu_head() are needed for
272  * dynamic initialization and destruction of statically allocated rcu_head
273  * structures.  However, rcu_head structures allocated dynamically in the
274  * heap don't need any initialization.
275  */
276 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
277 void init_rcu_head(struct rcu_head *head);
278 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head);
279 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
280 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
281 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
282 static inline void init_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
283 static inline void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
284 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
285 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
286 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
287
288 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
289 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
290 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
291 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void) { return true; }
292 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
293
294 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
295 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
296 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
297 extern struct lockdep_map rcu_callback_map;
298
299 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
300
301 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
302 {
303         lock_acquire(map, 0, 0, 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_lock_release(a)            do { } while (0)
321
322 static inline int rcu_read_lock_held(void)
323 {
324         return 1;
325 }
326
327 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
328 {
329         return 1;
330 }
331
332 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
333 {
334         return !preemptible();
335 }
336
337 static inline int rcu_read_lock_any_held(void)
338 {
339         return !preemptible();
340 }
341
342 static inline int debug_lockdep_rcu_enabled(void)
343 {
344         return 0;
345 }
346
347 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
348
349 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
350
351 /**
352  * RCU_LOCKDEP_WARN - emit lockdep splat if specified condition is met
353  * @c: condition to check
354  * @s: informative message
355  *
356  * This checks debug_lockdep_rcu_enabled() before checking (c) to
357  * prevent early boot splats due to lockdep not yet being initialized,
358  * and rechecks it after checking (c) to prevent false-positive splats
359  * due to races with lockdep being disabled.  See commit 3066820034b5dd
360  * ("rcu: Reject RCU_LOCKDEP_WARN() false positives") for more detail.
361  */
362 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s)                                          \
363         do {                                                            \
364                 static bool __section(".data.unlikely") __warned;       \
365                 if (debug_lockdep_rcu_enabled() && (c) &&               \
366                     debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned) {         \
367                         __warned = true;                                \
368                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
369                 }                                                       \
370         } while (0)
371
372 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
373 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
374 {
375         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
376                          "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
377 }
378 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
379 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void) { }
380 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
381
382 #define rcu_sleep_check()                                               \
383         do {                                                            \
384                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
385                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))                     \
386                     RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),    \
387                                  "Illegal context switch in RCU-bh read-side critical section"); \
388                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),     \
389                                  "Illegal context switch in RCU-sched read-side critical section"); \
390         } while (0)
391
392 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
393
394 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s) do { } while (0 && (c))
395 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
396
397 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
398
399 /*
400  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
401  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
402  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
403  * multiple pointers markings to match different RCU implementations
404  * (e.g., __srcu), should this make sense in the future.
405  */
406
407 #ifdef __CHECKER__
408 #define rcu_check_sparse(p, space) \
409         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
410 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
411 #define rcu_check_sparse(p, space)
412 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
413
414 #define __unrcu_pointer(p, local)                                       \
415 ({                                                                      \
416         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)(p);                   \
417         rcu_check_sparse(p, __rcu);                                     \
418         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local));                       \
419 })
420 /**
421  * unrcu_pointer - mark a pointer as not being RCU protected
422  * @p: pointer needing to lose its __rcu property
423  *
424  * Converts @p from an __rcu pointer to a __kernel pointer.
425  * This allows an __rcu pointer to be used with xchg() and friends.
426  */
427 #define unrcu_pointer(p) __unrcu_pointer(p, __UNIQUE_ID(rcu))
428
429 #define __rcu_access_pointer(p, local, space) \
430 ({ \
431         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
432         rcu_check_sparse(p, space); \
433         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
434 })
435 #define __rcu_dereference_check(p, local, c, space) \
436 ({ \
437         /* Dependency order vs. p above. */ \
438         typeof(*p) *local = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
439         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_check() usage"); \
440         rcu_check_sparse(p, space); \
441         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
442 })
443 #define __rcu_dereference_protected(p, local, c, space) \
444 ({ \
445         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_protected() usage"); \
446         rcu_check_sparse(p, space); \
447         ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
448 })
449 #define __rcu_dereference_raw(p, local) \
450 ({ \
451         /* Dependency order vs. p above. */ \
452         typeof(p) local = READ_ONCE(p); \
453         ((typeof(*p) __force __kernel *)(local)); \
454 })
455 #define rcu_dereference_raw(p) __rcu_dereference_raw(p, __UNIQUE_ID(rcu))
456
457 /**
458  * RCU_INITIALIZER() - statically initialize an RCU-protected global variable
459  * @v: The value to statically initialize with.
460  */
461 #define RCU_INITIALIZER(v) (typeof(*(v)) __force __rcu *)(v)
462
463 /**
464  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
465  * @p: pointer to assign to
466  * @v: value to assign (publish)
467  *
468  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
469  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
470  * any prior initialization.
471  *
472  * Inserts memory barriers on architectures that require them
473  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
474  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
475  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
476  * will be dereferenced by RCU read-side code.
477  *
478  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
479  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
480  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
481  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
482  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
483  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
484  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
485  *
486  * Note that rcu_assign_pointer() evaluates each of its arguments only
487  * once, appearances notwithstanding.  One of the "extra" evaluations
488  * is in typeof() and the other visible only to sparse (__CHECKER__),
489  * neither of which actually execute the argument.  As with most cpp
490  * macros, this execute-arguments-only-once property is important, so
491  * please be careful when making changes to rcu_assign_pointer() and the
492  * other macros that it invokes.
493  */
494 #define rcu_assign_pointer(p, v)                                              \
495 do {                                                                          \
496         uintptr_t _r_a_p__v = (uintptr_t)(v);                                 \
497         rcu_check_sparse(p, __rcu);                                           \
498                                                                               \
499         if (__builtin_constant_p(v) && (_r_a_p__v) == (uintptr_t)NULL)        \
500                 WRITE_ONCE((p), (typeof(p))(_r_a_p__v));                      \
501         else                                                                  \
502                 smp_store_release(&p, RCU_INITIALIZER((typeof(p))_r_a_p__v)); \
503 } while (0)
504
505 /**
506  * rcu_replace_pointer() - replace an RCU pointer, returning its old value
507  * @rcu_ptr: RCU pointer, whose old value is returned
508  * @ptr: regular pointer
509  * @c: the lockdep conditions under which the dereference will take place
510  *
511  * Perform a replacement, where @rcu_ptr is an RCU-annotated
512  * pointer and @c is the lockdep argument that is passed to the
513  * rcu_dereference_protected() call used to read that pointer.  The old
514  * value of @rcu_ptr is returned, and @rcu_ptr is set to @ptr.
515  */
516 #define rcu_replace_pointer(rcu_ptr, ptr, c)                            \
517 ({                                                                      \
518         typeof(ptr) __tmp = rcu_dereference_protected((rcu_ptr), (c));  \
519         rcu_assign_pointer((rcu_ptr), (ptr));                           \
520         __tmp;                                                          \
521 })
522
523 /**
524  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
525  * @p: The pointer to read
526  *
527  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
528  * lockdep checks for being in an RCU read-side critical section.  This is
529  * useful when the value of this pointer is accessed, but the pointer is
530  * not dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer
531  * against NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases
532  * where update-side locks prevent the value of the pointer from changing,
533  * you should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
534  * Within an RCU read-side critical section, there is little reason to
535  * use rcu_access_pointer().
536  *
537  * It is usually best to test the rcu_access_pointer() return value
538  * directly in order to avoid accidental dereferences being introduced
539  * by later inattentive changes.  In other words, assigning the
540  * rcu_access_pointer() return value to a local variable results in an
541  * accident waiting to happen.
542  *
543  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
544  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as is
545  * the case in the context of the RCU callback that is freeing up the data,
546  * or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful when tearing
547  * down multi-linked structures after a grace period has elapsed.  However,
548  * rcu_dereference_protected() is normally preferred for this use case.
549  */
550 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __UNIQUE_ID(rcu), __rcu)
551
552 /**
553  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
554  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
555  * @c: The conditions under which the dereference will take place
556  *
557  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
558  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
559  * indicate the various locking conditions that should be held at that
560  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
561  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
562  * (rcu_read_lock()) is included.
563  *
564  * For example:
565  *
566  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
567  *
568  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
569  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
570  * the bar struct at foo->bar is held.
571  *
572  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
573  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
574  * target struct:
575  *
576  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
577  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
578  *
579  * Inserts memory barriers on architectures that require them
580  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
581  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
582  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
583  * annotated as __rcu.
584  */
585 #define rcu_dereference_check(p, c) \
586         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
587                                 (c) || rcu_read_lock_held(), __rcu)
588
589 /**
590  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
591  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
592  * @c: The conditions under which the dereference will take place
593  *
594  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().  However,
595  * please note that starting in v5.0 kernels, vanilla RCU grace periods
596  * wait for local_bh_disable() regions of code in addition to regions of
597  * code demarked by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock().  This means
598  * that synchronize_rcu(), call_rcu, and friends all take not only
599  * rcu_read_lock() but also rcu_read_lock_bh() into account.
600  */
601 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
602         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
603                                 (c) || rcu_read_lock_bh_held(), __rcu)
604
605 /**
606  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
607  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
608  * @c: The conditions under which the dereference will take place
609  *
610  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
611  * However, please note that starting in v5.0 kernels, vanilla RCU grace
612  * periods wait for preempt_disable() regions of code in addition to
613  * regions of code demarked by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock().
614  * This means that synchronize_rcu(), call_rcu, and friends all take not
615  * only rcu_read_lock() but also rcu_read_lock_sched() into account.
616  */
617 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
618         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), \
619                                 (c) || rcu_read_lock_sched_held(), \
620                                 __rcu)
621
622 /*
623  * The tracing infrastructure traces RCU (we want that), but unfortunately
624  * some of the RCU checks causes tracing to lock up the system.
625  *
626  * The no-tracing version of rcu_dereference_raw() must not call
627  * rcu_read_lock_held().
628  */
629 #define rcu_dereference_raw_check(p) \
630         __rcu_dereference_check((p), __UNIQUE_ID(rcu), 1, __rcu)
631
632 /**
633  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
634  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
635  * @c: The conditions under which the dereference will take place
636  *
637  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
638  * the READ_ONCE().  This is useful in cases where update-side locks
639  * prevent the value of the pointer from changing.  Please note that this
640  * primitive does *not* prevent the compiler from repeating this reference
641  * or combining it with other references, so it should not be used without
642  * protection of appropriate locks.
643  *
644  * This function is only for update-side use.  Using this function
645  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
646  * but very ugly failures.
647  */
648 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
649         __rcu_dereference_protected((p), __UNIQUE_ID(rcu), (c), __rcu)
650
651
652 /**
653  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
654  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
655  *
656  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
657  */
658 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
659
660 /**
661  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
662  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
663  *
664  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
665  */
666 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
667
668 /**
669  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
670  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
671  *
672  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
673  */
674 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
675
676 /**
677  * rcu_pointer_handoff() - Hand off a pointer from RCU to other mechanism
678  * @p: The pointer to hand off
679  *
680  * This is simply an identity function, but it documents where a pointer
681  * is handed off from RCU to some other synchronization mechanism, for
682  * example, reference counting or locking.  In C11, it would map to
683  * kill_dependency().  It could be used as follows::
684  *
685  *      rcu_read_lock();
686  *      p = rcu_dereference(gp);
687  *      long_lived = is_long_lived(p);
688  *      if (long_lived) {
689  *              if (!atomic_inc_not_zero(p->refcnt))
690  *                      long_lived = false;
691  *              else
692  *                      p = rcu_pointer_handoff(p);
693  *      }
694  *      rcu_read_unlock();
695  */
696 #define rcu_pointer_handoff(p) (p)
697
698 /**
699  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
700  *
701  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
702  * are within RCU read-side critical sections, then the
703  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
704  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
705  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
706  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
707  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
708  *
709  * In v5.0 and later kernels, synchronize_rcu() and call_rcu() also
710  * wait for regions of code with preemption disabled, including regions of
711  * code with interrupts or softirqs disabled.  In pre-v5.0 kernels, which
712  * define synchronize_sched(), only code enclosed within rcu_read_lock()
713  * and rcu_read_unlock() are guaranteed to be waited for.
714  *
715  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
716  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
717  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
718  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
719  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
720  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
721  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
722  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
723  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
724  * callback would free up) has completed before the corresponding
725  * RCU callback is invoked.
726  *
727  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
728  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
729  * completes.
730  *
731  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
732  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
733  * read-side critical section that would block in a !PREEMPTION kernel.
734  * But if you want the full story, read on!
735  *
736  * In non-preemptible RCU implementations (pure TREE_RCU and TINY_RCU),
737  * it is illegal to block while in an RCU read-side critical section.
738  * In preemptible RCU implementations (PREEMPT_RCU) in CONFIG_PREEMPTION
739  * kernel builds, RCU read-side critical sections may be preempted,
740  * but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible RCU
741  * implementations in real-time (with -rt patchset) kernel builds, RCU
742  * read-side critical sections may be preempted and they may also block, but
743  * only when acquiring spinlocks that are subject to priority inheritance.
744  */
745 static __always_inline void rcu_read_lock(void)
746 {
747         __rcu_read_lock();
748         __acquire(RCU);
749         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
750         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
751                          "rcu_read_lock() used illegally while idle");
752 }
753
754 /*
755  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
756  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
757  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
758  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
759  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
760  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
761  * others' way, as long as they do so.
762  */
763
764 /**
765  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
766  *
767  * In almost all situations, rcu_read_unlock() is immune from deadlock.
768  * In recent kernels that have consolidated synchronize_sched() and
769  * synchronize_rcu_bh() into synchronize_rcu(), this deadlock immunity
770  * also extends to the scheduler's runqueue and priority-inheritance
771  * spinlocks, courtesy of the quiescent-state deferral that is carried
772  * out when rcu_read_unlock() is invoked with interrupts disabled.
773  *
774  * See rcu_read_lock() for more information.
775  */
776 static inline void rcu_read_unlock(void)
777 {
778         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
779                          "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
780         __release(RCU);
781         __rcu_read_unlock();
782         rcu_lock_release(&rcu_lock_map); /* Keep acq info for rls diags. */
783 }
784
785 /**
786  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
787  *
788  * This is equivalent to rcu_read_lock(), but also disables softirqs.
789  * Note that anything else that disables softirqs can also serve as an RCU
790  * read-side critical section.  However, please note that this equivalence
791  * applies only to v5.0 and later.  Before v5.0, rcu_read_lock() and
792  * rcu_read_lock_bh() were unrelated.
793  *
794  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
795  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
796  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
797  * was invoked from some other task.
798  */
799 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
800 {
801         local_bh_disable();
802         __acquire(RCU_BH);
803         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
804         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
805                          "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
806 }
807
808 /**
809  * rcu_read_unlock_bh() - marks the end of a softirq-only RCU critical section
810  *
811  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
812  */
813 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
814 {
815         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
816                          "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
817         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
818         __release(RCU_BH);
819         local_bh_enable();
820 }
821
822 /**
823  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
824  *
825  * This is equivalent to rcu_read_lock(), but also disables preemption.
826  * Read-side critical sections can also be introduced by anything else that
827  * disables preemption, including local_irq_disable() and friends.  However,
828  * please note that the equivalence to rcu_read_lock() applies only to
829  * v5.0 and later.  Before v5.0, rcu_read_lock() and rcu_read_lock_sched()
830  * were unrelated.
831  *
832  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
833  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
834  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
835  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
836  */
837 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
838 {
839         preempt_disable();
840         __acquire(RCU_SCHED);
841         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
842         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
843                          "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
844 }
845
846 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
847 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
848 {
849         preempt_disable_notrace();
850         __acquire(RCU_SCHED);
851 }
852
853 /**
854  * rcu_read_unlock_sched() - marks the end of a RCU-classic critical section
855  *
856  * See rcu_read_lock_sched() for more information.
857  */
858 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
859 {
860         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
861                          "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
862         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
863         __release(RCU_SCHED);
864         preempt_enable();
865 }
866
867 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
868 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
869 {
870         __release(RCU_SCHED);
871         preempt_enable_notrace();
872 }
873
874 /**
875  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
876  * @p: The pointer to be initialized.
877  * @v: The value to initialized the pointer to.
878  *
879  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
880  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
881  * special cases are:
882  *
883  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer *or*
884  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
885  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer *or*
886  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
887  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() *and*
888  *
889  *      a.      You have not made *any* reader-visible changes to
890  *              this structure since then *or*
891  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
892  *              new location to see the old state of the structure.  (For
893  *              example, the changes were to statistical counters or to
894  *              other state where exact synchronization is not required.)
895  *
896  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
897  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
898  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
899  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
900  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
901  *
902  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
903  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
904  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
905  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
906  * external-to-structure pointer *after* you have completely initialized
907  * the reader-accessible portions of the linked structure.
908  *
909  * Note that unlike rcu_assign_pointer(), RCU_INIT_POINTER() provides no
910  * ordering guarantees for either the CPU or the compiler.
911  */
912 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
913         do { \
914                 rcu_check_sparse(p, __rcu); \
915                 WRITE_ONCE(p, RCU_INITIALIZER(v)); \
916         } while (0)
917
918 /**
919  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
920  * @p: The pointer to be initialized.
921  * @v: The value to initialized the pointer to.
922  *
923  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
924  */
925 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
926                 .p = RCU_INITIALIZER(v)
927
928 /*
929  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
930  * structure can be handled by kvfree_rcu()?
931  */
932 #define __is_kvfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
933
934 /**
935  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
936  * @ptr: pointer to kfree for double-argument invocations.
937  * @rhf: the name of the struct rcu_head within the type of @ptr.
938  *
939  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
940  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
941  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
942  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
943  *
944  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
945  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
946  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
947  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
948  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
949  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
950  * be generated in kvfree_rcu_arg_2(). If this error is triggered, you can
951  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
952  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
953  *
954  * The object to be freed can be allocated either by kmalloc() or
955  * kmem_cache_alloc().
956  *
957  * Note that the allowable offset might decrease in the future.
958  *
959  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
960  * checks are done in macros here.
961  */
962 #define kfree_rcu(ptr, rhf) kvfree_rcu_arg_2(ptr, rhf)
963 #define kvfree_rcu(ptr, rhf) kvfree_rcu_arg_2(ptr, rhf)
964
965 /**
966  * kfree_rcu_mightsleep() - kfree an object after a grace period.
967  * @ptr: pointer to kfree for single-argument invocations.
968  *
969  * When it comes to head-less variant, only one argument
970  * is passed and that is just a pointer which has to be
971  * freed after a grace period. Therefore the semantic is
972  *
973  *     kfree_rcu_mightsleep(ptr);
974  *
975  * where @ptr is the pointer to be freed by kvfree().
976  *
977  * Please note, head-less way of freeing is permitted to
978  * use from a context that has to follow might_sleep()
979  * annotation. Otherwise, please switch and embed the
980  * rcu_head structure within the type of @ptr.
981  */
982 #define kfree_rcu_mightsleep(ptr) kvfree_rcu_arg_1(ptr)
983 #define kvfree_rcu_mightsleep(ptr) kvfree_rcu_arg_1(ptr)
984
985 #define kvfree_rcu_arg_2(ptr, rhf)                                      \
986 do {                                                                    \
987         typeof (ptr) ___p = (ptr);                                      \
988                                                                         \
989         if (___p) {                                                                     \
990                 BUILD_BUG_ON(!__is_kvfree_rcu_offset(offsetof(typeof(*(ptr)), rhf)));   \
991                 kvfree_call_rcu(&((___p)->rhf), (void *) (___p));                       \
992         }                                                                               \
993 } while (0)
994
995 #define kvfree_rcu_arg_1(ptr)                                   \
996 do {                                                            \
997         typeof(ptr) ___p = (ptr);                               \
998                                                                 \
999         if (___p)                                               \
1000                 kvfree_call_rcu(NULL, (void *) (___p));         \
1001 } while (0)
1002
1003 /*
1004  * Place this after a lock-acquisition primitive to guarantee that
1005  * an UNLOCK+LOCK pair acts as a full barrier.  This guarantee applies
1006  * if the UNLOCK and LOCK are executed by the same CPU or if the
1007  * UNLOCK and LOCK operate on the same lock variable.
1008  */
1009 #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE
1010 #define smp_mb__after_unlock_lock()     smp_mb()  /* Full ordering for lock. */
1011 #else /* #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
1012 #define smp_mb__after_unlock_lock()     do { } while (0)
1013 #endif /* #else #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
1014
1015
1016 /* Has the specified rcu_head structure been handed to call_rcu()? */
1017
1018 /**
1019  * rcu_head_init - Initialize rcu_head for rcu_head_after_call_rcu()
1020  * @rhp: The rcu_head structure to initialize.
1021  *
1022  * If you intend to invoke rcu_head_after_call_rcu() to test whether a
1023  * given rcu_head structure has already been passed to call_rcu(), then
1024  * you must also invoke this rcu_head_init() function on it just after
1025  * allocating that structure.  Calls to this function must not race with
1026  * calls to call_rcu(), rcu_head_after_call_rcu(), or callback invocation.
1027  */
1028 static inline void rcu_head_init(struct rcu_head *rhp)
1029 {
1030         rhp->func = (rcu_callback_t)~0L;
1031 }
1032
1033 /**
1034  * rcu_head_after_call_rcu() - Has this rcu_head been passed to call_rcu()?
1035  * @rhp: The rcu_head structure to test.
1036  * @f: The function passed to call_rcu() along with @rhp.
1037  *
1038  * Returns @true if the @rhp has been passed to call_rcu() with @func,
1039  * and @false otherwise.  Emits a warning in any other case, including
1040  * the case where @rhp has already been invoked after a grace period.
1041  * Calls to this function must not race with callback invocation.  One way
1042  * to avoid such races is to enclose the call to rcu_head_after_call_rcu()
1043  * in an RCU read-side critical section that includes a read-side fetch
1044  * of the pointer to the structure containing @rhp.
1045  */
1046 static inline bool
1047 rcu_head_after_call_rcu(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t f)
1048 {
1049         rcu_callback_t func = READ_ONCE(rhp->func);
1050
1051         if (func == f)
1052                 return true;
1053         WARN_ON_ONCE(func != (rcu_callback_t)~0L);
1054         return false;
1055 }
1056
1057 /* kernel/ksysfs.c definitions */
1058 extern int rcu_expedited;
1059 extern int rcu_normal;
1060
1061 DEFINE_LOCK_GUARD_0(rcu, rcu_read_lock(), rcu_read_unlock())
1062
1063 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */