Merge tag 'v5.12-rc4' into next
[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
33 #define ULONG_CMP_GE(a, b)      (ULONG_MAX / 2 >= (a) - (b))
34 #define ULONG_CMP_LT(a, b)      (ULONG_MAX / 2 < (a) - (b))
35 #define ulong2long(a)           (*(long *)(&(a)))
36 #define USHORT_CMP_GE(a, b)     (USHRT_MAX / 2 >= (unsigned short)((a) - (b)))
37 #define USHORT_CMP_LT(a, b)     (USHRT_MAX / 2 < (unsigned short)((a) - (b)))
38
39 /* Exported common interfaces */
40 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
41 void rcu_barrier_tasks(void);
42 void rcu_barrier_tasks_rude(void);
43 void synchronize_rcu(void);
44
45 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
46
47 void __rcu_read_lock(void);
48 void __rcu_read_unlock(void);
49
50 /*
51  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
52  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
53  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
54  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
55  */
56 #define rcu_preempt_depth() (current->rcu_read_lock_nesting)
57
58 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
59
60 #ifdef CONFIG_TINY_RCU
61 #define rcu_read_unlock_strict() do { } while (0)
62 #else
63 void rcu_read_unlock_strict(void);
64 #endif
65
66 static inline void __rcu_read_lock(void)
67 {
68         preempt_disable();
69 }
70
71 static inline void __rcu_read_unlock(void)
72 {
73         preempt_enable();
74         rcu_read_unlock_strict();
75 }
76
77 static inline int rcu_preempt_depth(void)
78 {
79         return 0;
80 }
81
82 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
83
84 /* Internal to kernel */
85 void rcu_init(void);
86 extern int rcu_scheduler_active __read_mostly;
87 void rcu_sched_clock_irq(int user);
88 void rcu_report_dead(unsigned int cpu);
89 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu);
90
91 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC
92 void rcu_init_tasks_generic(void);
93 #else
94 static inline void rcu_init_tasks_generic(void) { }
95 #endif
96
97 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
98 void rcu_sysrq_start(void);
99 void rcu_sysrq_end(void);
100 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
101 static inline void rcu_sysrq_start(void) { }
102 static inline void rcu_sysrq_end(void) { }
103 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
104
105 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
106 void rcu_user_enter(void);
107 void rcu_user_exit(void);
108 #else
109 static inline void rcu_user_enter(void) { }
110 static inline void rcu_user_exit(void) { }
111 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
112
113 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
114 void rcu_init_nohz(void);
115 int rcu_nocb_cpu_offload(int cpu);
116 int rcu_nocb_cpu_deoffload(int cpu);
117 void rcu_nocb_flush_deferred_wakeup(void);
118 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
119 static inline void rcu_init_nohz(void) { }
120 static inline int rcu_nocb_cpu_offload(int cpu) { return -EINVAL; }
121 static inline int rcu_nocb_cpu_deoffload(int cpu) { return 0; }
122 static inline void rcu_nocb_flush_deferred_wakeup(void) { }
123 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
124
125 /**
126  * RCU_NONIDLE - Indicate idle-loop code that needs RCU readers
127  * @a: Code that RCU needs to pay attention to.
128  *
129  * RCU read-side critical sections are forbidden in the inner idle loop,
130  * that is, between the rcu_idle_enter() and the rcu_idle_exit() -- RCU
131  * will happily ignore any such read-side critical sections.  However,
132  * things like powertop need tracepoints in the inner idle loop.
133  *
134  * This macro provides the way out:  RCU_NONIDLE(do_something_with_RCU())
135  * will tell RCU that it needs to pay attention, invoke its argument
136  * (in this example, calling the do_something_with_RCU() function),
137  * and then tell RCU to go back to ignoring this CPU.  It is permissible
138  * to nest RCU_NONIDLE() wrappers, but not indefinitely (but the limit is
139  * on the order of a million or so, even on 32-bit systems).  It is
140  * not legal to block within RCU_NONIDLE(), nor is it permissible to
141  * transfer control either into or out of RCU_NONIDLE()'s statement.
142  */
143 #define RCU_NONIDLE(a) \
144         do { \
145                 rcu_irq_enter_irqson(); \
146                 do { a; } while (0); \
147                 rcu_irq_exit_irqson(); \
148         } while (0)
149
150 /*
151  * Note a quasi-voluntary context switch for RCU-tasks's benefit.
152  * This is a macro rather than an inline function to avoid #include hell.
153  */
154 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC
155
156 # ifdef CONFIG_TASKS_RCU
157 # define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt)                               \
158         do {                                                            \
159                 if (!(preempt) && READ_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout))    \
160                         WRITE_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout, false);      \
161         } while (0)
162 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
163 void synchronize_rcu_tasks(void);
164 # else
165 # define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt) do { } while (0)
166 # define call_rcu_tasks call_rcu
167 # define synchronize_rcu_tasks synchronize_rcu
168 # endif
169
170 # ifdef CONFIG_TASKS_RCU_TRACE
171 # define rcu_tasks_trace_qs(t)                                          \
172         do {                                                            \
173                 if (!likely(READ_ONCE((t)->trc_reader_checked)) &&      \
174                     !unlikely(READ_ONCE((t)->trc_reader_nesting))) {    \
175                         smp_store_release(&(t)->trc_reader_checked, true); \
176                         smp_mb(); /* Readers partitioned by store. */   \
177                 }                                                       \
178         } while (0)
179 # else
180 # define rcu_tasks_trace_qs(t) do { } while (0)
181 # endif
182
183 #define rcu_tasks_qs(t, preempt)                                        \
184 do {                                                                    \
185         rcu_tasks_classic_qs((t), (preempt));                           \
186         rcu_tasks_trace_qs((t));                                        \
187 } while (0)
188
189 # ifdef CONFIG_TASKS_RUDE_RCU
190 void call_rcu_tasks_rude(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
191 void synchronize_rcu_tasks_rude(void);
192 # endif
193
194 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) rcu_tasks_qs(t, false)
195 void exit_tasks_rcu_start(void);
196 void exit_tasks_rcu_finish(void);
197 #else /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */
198 #define rcu_tasks_qs(t, preempt) do { } while (0)
199 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) do { } while (0)
200 #define call_rcu_tasks call_rcu
201 #define synchronize_rcu_tasks synchronize_rcu
202 static inline void exit_tasks_rcu_start(void) { }
203 static inline void exit_tasks_rcu_finish(void) { }
204 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */
205
206 /**
207  * cond_resched_tasks_rcu_qs - Report potential quiescent states to RCU
208  *
209  * This macro resembles cond_resched(), except that it is defined to
210  * report potential quiescent states to RCU-tasks even if the cond_resched()
211  * machinery were to be shut off, as some advocate for PREEMPTION kernels.
212  */
213 #define cond_resched_tasks_rcu_qs() \
214 do { \
215         rcu_tasks_qs(current, false); \
216         cond_resched(); \
217 } while (0)
218
219 /*
220  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
221  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
222  */
223
224 #if defined(CONFIG_TREE_RCU)
225 #include <linux/rcutree.h>
226 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU)
227 #include <linux/rcutiny.h>
228 #else
229 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
230 #endif
231
232 /*
233  * The init_rcu_head_on_stack() and destroy_rcu_head_on_stack() calls
234  * are needed for dynamic initialization and destruction of rcu_head
235  * on the stack, and init_rcu_head()/destroy_rcu_head() are needed for
236  * dynamic initialization and destruction of statically allocated rcu_head
237  * structures.  However, rcu_head structures allocated dynamically in the
238  * heap don't need any initialization.
239  */
240 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
241 void init_rcu_head(struct rcu_head *head);
242 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head);
243 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
244 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
245 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
246 static inline void init_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
247 static inline void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
248 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
249 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
250 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
251
252 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
253 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
254 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
255 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void) { return true; }
256 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
257
258 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
259 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
260 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
261 extern struct lockdep_map rcu_callback_map;
262
263 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
264
265 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
266 {
267         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 0, NULL, _THIS_IP_);
268 }
269
270 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
271 {
272         lock_release(map, _THIS_IP_);
273 }
274
275 int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
276 int rcu_read_lock_held(void);
277 int rcu_read_lock_bh_held(void);
278 int rcu_read_lock_sched_held(void);
279 int rcu_read_lock_any_held(void);
280
281 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
282
283 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
284 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
285
286 static inline int rcu_read_lock_held(void)
287 {
288         return 1;
289 }
290
291 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
292 {
293         return 1;
294 }
295
296 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
297 {
298         return !preemptible();
299 }
300
301 static inline int rcu_read_lock_any_held(void)
302 {
303         return !preemptible();
304 }
305
306 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
307
308 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
309
310 /**
311  * RCU_LOCKDEP_WARN - emit lockdep splat if specified condition is met
312  * @c: condition to check
313  * @s: informative message
314  */
315 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s)                                          \
316         do {                                                            \
317                 static bool __section(".data.unlikely") __warned;       \
318                 if (debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned && (c)) {  \
319                         __warned = true;                                \
320                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
321                 }                                                       \
322         } while (0)
323
324 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
325 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
326 {
327         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
328                          "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
329 }
330 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
331 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void) { }
332 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
333
334 #define rcu_sleep_check()                                               \
335         do {                                                            \
336                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
337                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),        \
338                                  "Illegal context switch in RCU-bh read-side critical section"); \
339                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),     \
340                                  "Illegal context switch in RCU-sched read-side critical section"); \
341         } while (0)
342
343 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
344
345 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s) do { } while (0 && (c))
346 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
347
348 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
349
350 /*
351  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
352  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
353  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
354  * multiple pointers markings to match different RCU implementations
355  * (e.g., __srcu), should this make sense in the future.
356  */
357
358 #ifdef __CHECKER__
359 #define rcu_check_sparse(p, space) \
360         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
361 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
362 #define rcu_check_sparse(p, space)
363 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
364
365 #define __rcu_access_pointer(p, space) \
366 ({ \
367         typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
368         rcu_check_sparse(p, space); \
369         ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
370 })
371 #define __rcu_dereference_check(p, c, space) \
372 ({ \
373         /* Dependency order vs. p above. */ \
374         typeof(*p) *________p1 = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
375         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_check() usage"); \
376         rcu_check_sparse(p, space); \
377         ((typeof(*p) __force __kernel *)(________p1)); \
378 })
379 #define __rcu_dereference_protected(p, c, space) \
380 ({ \
381         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_protected() usage"); \
382         rcu_check_sparse(p, space); \
383         ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
384 })
385 #define rcu_dereference_raw(p) \
386 ({ \
387         /* Dependency order vs. p above. */ \
388         typeof(p) ________p1 = READ_ONCE(p); \
389         ((typeof(*p) __force __kernel *)(________p1)); \
390 })
391
392 /**
393  * RCU_INITIALIZER() - statically initialize an RCU-protected global variable
394  * @v: The value to statically initialize with.
395  */
396 #define RCU_INITIALIZER(v) (typeof(*(v)) __force __rcu *)(v)
397
398 /**
399  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
400  * @p: pointer to assign to
401  * @v: value to assign (publish)
402  *
403  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
404  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
405  * any prior initialization.
406  *
407  * Inserts memory barriers on architectures that require them
408  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
409  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
410  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
411  * will be dereferenced by RCU read-side code.
412  *
413  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
414  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
415  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
416  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
417  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
418  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
419  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
420  *
421  * Note that rcu_assign_pointer() evaluates each of its arguments only
422  * once, appearances notwithstanding.  One of the "extra" evaluations
423  * is in typeof() and the other visible only to sparse (__CHECKER__),
424  * neither of which actually execute the argument.  As with most cpp
425  * macros, this execute-arguments-only-once property is important, so
426  * please be careful when making changes to rcu_assign_pointer() and the
427  * other macros that it invokes.
428  */
429 #define rcu_assign_pointer(p, v)                                              \
430 do {                                                                          \
431         uintptr_t _r_a_p__v = (uintptr_t)(v);                                 \
432         rcu_check_sparse(p, __rcu);                                           \
433                                                                               \
434         if (__builtin_constant_p(v) && (_r_a_p__v) == (uintptr_t)NULL)        \
435                 WRITE_ONCE((p), (typeof(p))(_r_a_p__v));                      \
436         else                                                                  \
437                 smp_store_release(&p, RCU_INITIALIZER((typeof(p))_r_a_p__v)); \
438 } while (0)
439
440 /**
441  * rcu_replace_pointer() - replace an RCU pointer, returning its old value
442  * @rcu_ptr: RCU pointer, whose old value is returned
443  * @ptr: regular pointer
444  * @c: the lockdep conditions under which the dereference will take place
445  *
446  * Perform a replacement, where @rcu_ptr is an RCU-annotated
447  * pointer and @c is the lockdep argument that is passed to the
448  * rcu_dereference_protected() call used to read that pointer.  The old
449  * value of @rcu_ptr is returned, and @rcu_ptr is set to @ptr.
450  */
451 #define rcu_replace_pointer(rcu_ptr, ptr, c)                            \
452 ({                                                                      \
453         typeof(ptr) __tmp = rcu_dereference_protected((rcu_ptr), (c));  \
454         rcu_assign_pointer((rcu_ptr), (ptr));                           \
455         __tmp;                                                          \
456 })
457
458 /**
459  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
460  * @p: The pointer to read
461  *
462  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
463  * lockdep checks for being in an RCU read-side critical section.  This is
464  * useful when the value of this pointer is accessed, but the pointer is
465  * not dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer
466  * against NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases
467  * where update-side locks prevent the value of the pointer from changing,
468  * you should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
469  *
470  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
471  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as
472  * is the case in the context of the RCU callback that is freeing up
473  * the data, or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful
474  * when tearing down multi-linked structures after a grace period
475  * has elapsed.
476  */
477 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __rcu)
478
479 /**
480  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
481  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
482  * @c: The conditions under which the dereference will take place
483  *
484  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
485  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
486  * indicate the various locking conditions that should be held at that
487  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
488  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
489  * (rcu_read_lock()) is included.
490  *
491  * For example:
492  *
493  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
494  *
495  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
496  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
497  * the bar struct at foo->bar is held.
498  *
499  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
500  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
501  * target struct:
502  *
503  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
504  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
505  *
506  * Inserts memory barriers on architectures that require them
507  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
508  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
509  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
510  * annotated as __rcu.
511  */
512 #define rcu_dereference_check(p, c) \
513         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_held(), __rcu)
514
515 /**
516  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
517  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
518  * @c: The conditions under which the dereference will take place
519  *
520  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().
521  */
522 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
523         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_bh_held(), __rcu)
524
525 /**
526  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
527  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
528  * @c: The conditions under which the dereference will take place
529  *
530  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
531  */
532 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
533         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_sched_held(), \
534                                 __rcu)
535
536 /*
537  * The tracing infrastructure traces RCU (we want that), but unfortunately
538  * some of the RCU checks causes tracing to lock up the system.
539  *
540  * The no-tracing version of rcu_dereference_raw() must not call
541  * rcu_read_lock_held().
542  */
543 #define rcu_dereference_raw_check(p) __rcu_dereference_check((p), 1, __rcu)
544
545 /**
546  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
547  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
548  * @c: The conditions under which the dereference will take place
549  *
550  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
551  * the READ_ONCE().  This is useful in cases where update-side locks
552  * prevent the value of the pointer from changing.  Please note that this
553  * primitive does *not* prevent the compiler from repeating this reference
554  * or combining it with other references, so it should not be used without
555  * protection of appropriate locks.
556  *
557  * This function is only for update-side use.  Using this function
558  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
559  * but very ugly failures.
560  */
561 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
562         __rcu_dereference_protected((p), (c), __rcu)
563
564
565 /**
566  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
567  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
568  *
569  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
570  */
571 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
572
573 /**
574  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
575  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
576  *
577  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
578  */
579 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
580
581 /**
582  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
583  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
584  *
585  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
586  */
587 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
588
589 /**
590  * rcu_pointer_handoff() - Hand off a pointer from RCU to other mechanism
591  * @p: The pointer to hand off
592  *
593  * This is simply an identity function, but it documents where a pointer
594  * is handed off from RCU to some other synchronization mechanism, for
595  * example, reference counting or locking.  In C11, it would map to
596  * kill_dependency().  It could be used as follows::
597  *
598  *      rcu_read_lock();
599  *      p = rcu_dereference(gp);
600  *      long_lived = is_long_lived(p);
601  *      if (long_lived) {
602  *              if (!atomic_inc_not_zero(p->refcnt))
603  *                      long_lived = false;
604  *              else
605  *                      p = rcu_pointer_handoff(p);
606  *      }
607  *      rcu_read_unlock();
608  */
609 #define rcu_pointer_handoff(p) (p)
610
611 /**
612  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
613  *
614  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
615  * are within RCU read-side critical sections, then the
616  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
617  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
618  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
619  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
620  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
621  *
622  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
623  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
624  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
625  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
626  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
627  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
628  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
629  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
630  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
631  * callback would free up) has completed before the corresponding
632  * RCU callback is invoked.
633  *
634  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
635  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
636  * completes.
637  *
638  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
639  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
640  * read-side critical section that would block in a !PREEMPTION kernel.
641  * But if you want the full story, read on!
642  *
643  * In non-preemptible RCU implementations (pure TREE_RCU and TINY_RCU),
644  * it is illegal to block while in an RCU read-side critical section.
645  * In preemptible RCU implementations (PREEMPT_RCU) in CONFIG_PREEMPTION
646  * kernel builds, RCU read-side critical sections may be preempted,
647  * but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible RCU
648  * implementations in real-time (with -rt patchset) kernel builds, RCU
649  * read-side critical sections may be preempted and they may also block, but
650  * only when acquiring spinlocks that are subject to priority inheritance.
651  */
652 static __always_inline void rcu_read_lock(void)
653 {
654         __rcu_read_lock();
655         __acquire(RCU);
656         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
657         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
658                          "rcu_read_lock() used illegally while idle");
659 }
660
661 /*
662  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
663  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
664  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
665  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
666  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
667  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
668  * others' way, as long as they do so.
669  */
670
671 /**
672  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
673  *
674  * In most situations, rcu_read_unlock() is immune from deadlock.
675  * However, in kernels built with CONFIG_RCU_BOOST, rcu_read_unlock()
676  * is responsible for deboosting, which it does via rt_mutex_unlock().
677  * Unfortunately, this function acquires the scheduler's runqueue and
678  * priority-inheritance spinlocks.  This means that deadlock could result
679  * if the caller of rcu_read_unlock() already holds one of these locks or
680  * any lock that is ever acquired while holding them.
681  *
682  * That said, RCU readers are never priority boosted unless they were
683  * preempted.  Therefore, one way to avoid deadlock is to make sure
684  * that preemption never happens within any RCU read-side critical
685  * section whose outermost rcu_read_unlock() is called with one of
686  * rt_mutex_unlock()'s locks held.  Such preemption can be avoided in
687  * a number of ways, for example, by invoking preempt_disable() before
688  * critical section's outermost rcu_read_lock().
689  *
690  * Given that the set of locks acquired by rt_mutex_unlock() might change
691  * at any time, a somewhat more future-proofed approach is to make sure
692  * that that preemption never happens within any RCU read-side critical
693  * section whose outermost rcu_read_unlock() is called with irqs disabled.
694  * This approach relies on the fact that rt_mutex_unlock() currently only
695  * acquires irq-disabled locks.
696  *
697  * The second of these two approaches is best in most situations,
698  * however, the first approach can also be useful, at least to those
699  * developers willing to keep abreast of the set of locks acquired by
700  * rt_mutex_unlock().
701  *
702  * See rcu_read_lock() for more information.
703  */
704 static inline void rcu_read_unlock(void)
705 {
706         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
707                          "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
708         __release(RCU);
709         __rcu_read_unlock();
710         rcu_lock_release(&rcu_lock_map); /* Keep acq info for rls diags. */
711 }
712
713 /**
714  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
715  *
716  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but also disables softirqs.
717  * Note that anything else that disables softirqs can also serve as
718  * an RCU read-side critical section.
719  *
720  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
721  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
722  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
723  * was invoked from some other task.
724  */
725 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
726 {
727         local_bh_disable();
728         __acquire(RCU_BH);
729         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
730         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
731                          "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
732 }
733
734 /**
735  * rcu_read_unlock_bh() - marks the end of a softirq-only RCU critical section
736  *
737  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
738  */
739 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
740 {
741         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
742                          "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
743         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
744         __release(RCU_BH);
745         local_bh_enable();
746 }
747
748 /**
749  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
750  *
751  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but disables preemption.
752  * Read-side critical sections can also be introduced by anything else
753  * that disables preemption, including local_irq_disable() and friends.
754  *
755  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
756  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
757  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
758  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
759  */
760 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
761 {
762         preempt_disable();
763         __acquire(RCU_SCHED);
764         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
765         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
766                          "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
767 }
768
769 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
770 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
771 {
772         preempt_disable_notrace();
773         __acquire(RCU_SCHED);
774 }
775
776 /**
777  * rcu_read_unlock_sched() - marks the end of a RCU-classic critical section
778  *
779  * See rcu_read_lock_sched() for more information.
780  */
781 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
782 {
783         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
784                          "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
785         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
786         __release(RCU_SCHED);
787         preempt_enable();
788 }
789
790 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
791 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
792 {
793         __release(RCU_SCHED);
794         preempt_enable_notrace();
795 }
796
797 /**
798  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
799  * @p: The pointer to be initialized.
800  * @v: The value to initialized the pointer to.
801  *
802  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
803  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
804  * special cases are:
805  *
806  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer *or*
807  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
808  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer *or*
809  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
810  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() *and*
811  *
812  *      a.      You have not made *any* reader-visible changes to
813  *              this structure since then *or*
814  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
815  *              new location to see the old state of the structure.  (For
816  *              example, the changes were to statistical counters or to
817  *              other state where exact synchronization is not required.)
818  *
819  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
820  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
821  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
822  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
823  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
824  *
825  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
826  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
827  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
828  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
829  * external-to-structure pointer *after* you have completely initialized
830  * the reader-accessible portions of the linked structure.
831  *
832  * Note that unlike rcu_assign_pointer(), RCU_INIT_POINTER() provides no
833  * ordering guarantees for either the CPU or the compiler.
834  */
835 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
836         do { \
837                 rcu_check_sparse(p, __rcu); \
838                 WRITE_ONCE(p, RCU_INITIALIZER(v)); \
839         } while (0)
840
841 /**
842  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
843  * @p: The pointer to be initialized.
844  * @v: The value to initialized the pointer to.
845  *
846  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
847  */
848 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
849                 .p = RCU_INITIALIZER(v)
850
851 /*
852  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
853  * structure can be handled by kvfree_rcu()?
854  */
855 #define __is_kvfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
856
857 /**
858  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
859  * @ptr: pointer to kfree for both single- and double-argument invocations.
860  * @rhf: the name of the struct rcu_head within the type of @ptr,
861  *       but only for double-argument invocations.
862  *
863  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
864  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
865  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
866  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
867  *
868  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
869  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
870  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
871  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
872  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
873  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
874  * be generated in kvfree_rcu_arg_2(). If this error is triggered, you can
875  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
876  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
877  *
878  * Note that the allowable offset might decrease in the future, for example,
879  * to allow something like kmem_cache_free_rcu().
880  *
881  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
882  * checks are done in macros here.
883  */
884 #define kfree_rcu kvfree_rcu
885
886 /**
887  * kvfree_rcu() - kvfree an object after a grace period.
888  *
889  * This macro consists of one or two arguments and it is
890  * based on whether an object is head-less or not. If it
891  * has a head then a semantic stays the same as it used
892  * to be before:
893  *
894  *     kvfree_rcu(ptr, rhf);
895  *
896  * where @ptr is a pointer to kvfree(), @rhf is the name
897  * of the rcu_head structure within the type of @ptr.
898  *
899  * When it comes to head-less variant, only one argument
900  * is passed and that is just a pointer which has to be
901  * freed after a grace period. Therefore the semantic is
902  *
903  *     kvfree_rcu(ptr);
904  *
905  * where @ptr is a pointer to kvfree().
906  *
907  * Please note, head-less way of freeing is permitted to
908  * use from a context that has to follow might_sleep()
909  * annotation. Otherwise, please switch and embed the
910  * rcu_head structure within the type of @ptr.
911  */
912 #define kvfree_rcu(...) KVFREE_GET_MACRO(__VA_ARGS__,           \
913         kvfree_rcu_arg_2, kvfree_rcu_arg_1)(__VA_ARGS__)
914
915 #define KVFREE_GET_MACRO(_1, _2, NAME, ...) NAME
916 #define kvfree_rcu_arg_2(ptr, rhf)                                      \
917 do {                                                                    \
918         typeof (ptr) ___p = (ptr);                                      \
919                                                                         \
920         if (___p) {                                                                     \
921                 BUILD_BUG_ON(!__is_kvfree_rcu_offset(offsetof(typeof(*(ptr)), rhf)));   \
922                 kvfree_call_rcu(&((___p)->rhf), (rcu_callback_t)(unsigned long)         \
923                         (offsetof(typeof(*(ptr)), rhf)));                               \
924         }                                                                               \
925 } while (0)
926
927 #define kvfree_rcu_arg_1(ptr)                                   \
928 do {                                                            \
929         typeof(ptr) ___p = (ptr);                               \
930                                                                 \
931         if (___p)                                               \
932                 kvfree_call_rcu(NULL, (rcu_callback_t) (___p)); \
933 } while (0)
934
935 /*
936  * Place this after a lock-acquisition primitive to guarantee that
937  * an UNLOCK+LOCK pair acts as a full barrier.  This guarantee applies
938  * if the UNLOCK and LOCK are executed by the same CPU or if the
939  * UNLOCK and LOCK operate on the same lock variable.
940  */
941 #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE
942 #define smp_mb__after_unlock_lock()     smp_mb()  /* Full ordering for lock. */
943 #else /* #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
944 #define smp_mb__after_unlock_lock()     do { } while (0)
945 #endif /* #else #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
946
947
948 /* Has the specified rcu_head structure been handed to call_rcu()? */
949
950 /**
951  * rcu_head_init - Initialize rcu_head for rcu_head_after_call_rcu()
952  * @rhp: The rcu_head structure to initialize.
953  *
954  * If you intend to invoke rcu_head_after_call_rcu() to test whether a
955  * given rcu_head structure has already been passed to call_rcu(), then
956  * you must also invoke this rcu_head_init() function on it just after
957  * allocating that structure.  Calls to this function must not race with
958  * calls to call_rcu(), rcu_head_after_call_rcu(), or callback invocation.
959  */
960 static inline void rcu_head_init(struct rcu_head *rhp)
961 {
962         rhp->func = (rcu_callback_t)~0L;
963 }
964
965 /**
966  * rcu_head_after_call_rcu() - Has this rcu_head been passed to call_rcu()?
967  * @rhp: The rcu_head structure to test.
968  * @f: The function passed to call_rcu() along with @rhp.
969  *
970  * Returns @true if the @rhp has been passed to call_rcu() with @func,
971  * and @false otherwise.  Emits a warning in any other case, including
972  * the case where @rhp has already been invoked after a grace period.
973  * Calls to this function must not race with callback invocation.  One way
974  * to avoid such races is to enclose the call to rcu_head_after_call_rcu()
975  * in an RCU read-side critical section that includes a read-side fetch
976  * of the pointer to the structure containing @rhp.
977  */
978 static inline bool
979 rcu_head_after_call_rcu(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t f)
980 {
981         rcu_callback_t func = READ_ONCE(rhp->func);
982
983         if (func == f)
984                 return true;
985         WARN_ON_ONCE(func != (rcu_callback_t)~0L);
986         return false;
987 }
988
989 /* kernel/ksysfs.c definitions */
990 extern int rcu_expedited;
991 extern int rcu_normal;
992
993 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */