Merge tag 'for-linus-5.11-rc8-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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
37 /* Exported common interfaces */
38 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
39 void rcu_barrier_tasks(void);
40 void rcu_barrier_tasks_rude(void);
41 void synchronize_rcu(void);
42
43 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
44
45 void __rcu_read_lock(void);
46 void __rcu_read_unlock(void);
47
48 /*
49  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
50  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
51  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
52  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
53  */
54 #define rcu_preempt_depth() (current->rcu_read_lock_nesting)
55
56 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
57
58 #ifdef CONFIG_TINY_RCU
59 #define rcu_read_unlock_strict() do { } while (0)
60 #else
61 void rcu_read_unlock_strict(void);
62 #endif
63
64 static inline void __rcu_read_lock(void)
65 {
66         preempt_disable();
67 }
68
69 static inline void __rcu_read_unlock(void)
70 {
71         preempt_enable();
72         rcu_read_unlock_strict();
73 }
74
75 static inline int rcu_preempt_depth(void)
76 {
77         return 0;
78 }
79
80 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
81
82 /* Internal to kernel */
83 void rcu_init(void);
84 extern int rcu_scheduler_active __read_mostly;
85 void rcu_sched_clock_irq(int user);
86 void rcu_report_dead(unsigned int cpu);
87 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu);
88
89 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC
90 void rcu_init_tasks_generic(void);
91 #else
92 static inline void rcu_init_tasks_generic(void) { }
93 #endif
94
95 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
96 void rcu_sysrq_start(void);
97 void rcu_sysrq_end(void);
98 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
99 static inline void rcu_sysrq_start(void) { }
100 static inline void rcu_sysrq_end(void) { }
101 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
102
103 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
104 void rcu_user_enter(void);
105 void rcu_user_exit(void);
106 #else
107 static inline void rcu_user_enter(void) { }
108 static inline void rcu_user_exit(void) { }
109 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
110
111 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
112 void rcu_init_nohz(void);
113 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
114 static inline void rcu_init_nohz(void) { }
115 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
116
117 /**
118  * RCU_NONIDLE - Indicate idle-loop code that needs RCU readers
119  * @a: Code that RCU needs to pay attention to.
120  *
121  * RCU read-side critical sections are forbidden in the inner idle loop,
122  * that is, between the rcu_idle_enter() and the rcu_idle_exit() -- RCU
123  * will happily ignore any such read-side critical sections.  However,
124  * things like powertop need tracepoints in the inner idle loop.
125  *
126  * This macro provides the way out:  RCU_NONIDLE(do_something_with_RCU())
127  * will tell RCU that it needs to pay attention, invoke its argument
128  * (in this example, calling the do_something_with_RCU() function),
129  * and then tell RCU to go back to ignoring this CPU.  It is permissible
130  * to nest RCU_NONIDLE() wrappers, but not indefinitely (but the limit is
131  * on the order of a million or so, even on 32-bit systems).  It is
132  * not legal to block within RCU_NONIDLE(), nor is it permissible to
133  * transfer control either into or out of RCU_NONIDLE()'s statement.
134  */
135 #define RCU_NONIDLE(a) \
136         do { \
137                 rcu_irq_enter_irqson(); \
138                 do { a; } while (0); \
139                 rcu_irq_exit_irqson(); \
140         } while (0)
141
142 /*
143  * Note a quasi-voluntary context switch for RCU-tasks's benefit.
144  * This is a macro rather than an inline function to avoid #include hell.
145  */
146 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC
147
148 # ifdef CONFIG_TASKS_RCU
149 # define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt)                               \
150         do {                                                            \
151                 if (!(preempt) && READ_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout))    \
152                         WRITE_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout, false);      \
153         } while (0)
154 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
155 void synchronize_rcu_tasks(void);
156 # else
157 # define rcu_tasks_classic_qs(t, preempt) do { } while (0)
158 # define call_rcu_tasks call_rcu
159 # define synchronize_rcu_tasks synchronize_rcu
160 # endif
161
162 # ifdef CONFIG_TASKS_RCU_TRACE
163 # define rcu_tasks_trace_qs(t)                                          \
164         do {                                                            \
165                 if (!likely(READ_ONCE((t)->trc_reader_checked)) &&      \
166                     !unlikely(READ_ONCE((t)->trc_reader_nesting))) {    \
167                         smp_store_release(&(t)->trc_reader_checked, true); \
168                         smp_mb(); /* Readers partitioned by store. */   \
169                 }                                                       \
170         } while (0)
171 # else
172 # define rcu_tasks_trace_qs(t) do { } while (0)
173 # endif
174
175 #define rcu_tasks_qs(t, preempt)                                        \
176 do {                                                                    \
177         rcu_tasks_classic_qs((t), (preempt));                           \
178         rcu_tasks_trace_qs((t));                                        \
179 } while (0)
180
181 # ifdef CONFIG_TASKS_RUDE_RCU
182 void call_rcu_tasks_rude(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
183 void synchronize_rcu_tasks_rude(void);
184 # endif
185
186 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) rcu_tasks_qs(t, false)
187 void exit_tasks_rcu_start(void);
188 void exit_tasks_rcu_finish(void);
189 #else /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */
190 #define rcu_tasks_qs(t, preempt) do { } while (0)
191 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) do { } while (0)
192 #define call_rcu_tasks call_rcu
193 #define synchronize_rcu_tasks synchronize_rcu
194 static inline void exit_tasks_rcu_start(void) { }
195 static inline void exit_tasks_rcu_finish(void) { }
196 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */
197
198 /**
199  * cond_resched_tasks_rcu_qs - Report potential quiescent states to RCU
200  *
201  * This macro resembles cond_resched(), except that it is defined to
202  * report potential quiescent states to RCU-tasks even if the cond_resched()
203  * machinery were to be shut off, as some advocate for PREEMPTION kernels.
204  */
205 #define cond_resched_tasks_rcu_qs() \
206 do { \
207         rcu_tasks_qs(current, false); \
208         cond_resched(); \
209 } while (0)
210
211 /*
212  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
213  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
214  */
215
216 #if defined(CONFIG_TREE_RCU)
217 #include <linux/rcutree.h>
218 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU)
219 #include <linux/rcutiny.h>
220 #else
221 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
222 #endif
223
224 /*
225  * The init_rcu_head_on_stack() and destroy_rcu_head_on_stack() calls
226  * are needed for dynamic initialization and destruction of rcu_head
227  * on the stack, and init_rcu_head()/destroy_rcu_head() are needed for
228  * dynamic initialization and destruction of statically allocated rcu_head
229  * structures.  However, rcu_head structures allocated dynamically in the
230  * heap don't need any initialization.
231  */
232 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
233 void init_rcu_head(struct rcu_head *head);
234 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head);
235 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
236 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
237 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
238 static inline void init_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
239 static inline void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
240 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
241 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
242 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
243
244 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
245 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
246 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
247 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void) { return true; }
248 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
249
250 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
251 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
252 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
253 extern struct lockdep_map rcu_callback_map;
254
255 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
256
257 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
258 {
259         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 0, NULL, _THIS_IP_);
260 }
261
262 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
263 {
264         lock_release(map, _THIS_IP_);
265 }
266
267 int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
268 int rcu_read_lock_held(void);
269 int rcu_read_lock_bh_held(void);
270 int rcu_read_lock_sched_held(void);
271 int rcu_read_lock_any_held(void);
272
273 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
274
275 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
276 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
277
278 static inline int rcu_read_lock_held(void)
279 {
280         return 1;
281 }
282
283 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
284 {
285         return 1;
286 }
287
288 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
289 {
290         return !preemptible();
291 }
292
293 static inline int rcu_read_lock_any_held(void)
294 {
295         return !preemptible();
296 }
297
298 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
299
300 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
301
302 /**
303  * RCU_LOCKDEP_WARN - emit lockdep splat if specified condition is met
304  * @c: condition to check
305  * @s: informative message
306  */
307 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s)                                          \
308         do {                                                            \
309                 static bool __section(".data.unlikely") __warned;       \
310                 if (debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned && (c)) {  \
311                         __warned = true;                                \
312                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
313                 }                                                       \
314         } while (0)
315
316 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
317 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
318 {
319         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
320                          "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
321 }
322 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
323 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void) { }
324 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
325
326 #define rcu_sleep_check()                                               \
327         do {                                                            \
328                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
329                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),        \
330                                  "Illegal context switch in RCU-bh read-side critical section"); \
331                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),     \
332                                  "Illegal context switch in RCU-sched read-side critical section"); \
333         } while (0)
334
335 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
336
337 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s) do { } while (0 && (c))
338 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
339
340 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
341
342 /*
343  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
344  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
345  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
346  * multiple pointers markings to match different RCU implementations
347  * (e.g., __srcu), should this make sense in the future.
348  */
349
350 #ifdef __CHECKER__
351 #define rcu_check_sparse(p, space) \
352         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
353 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
354 #define rcu_check_sparse(p, space)
355 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
356
357 #define __rcu_access_pointer(p, space) \
358 ({ \
359         typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
360         rcu_check_sparse(p, space); \
361         ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
362 })
363 #define __rcu_dereference_check(p, c, space) \
364 ({ \
365         /* Dependency order vs. p above. */ \
366         typeof(*p) *________p1 = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
367         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_check() usage"); \
368         rcu_check_sparse(p, space); \
369         ((typeof(*p) __force __kernel *)(________p1)); \
370 })
371 #define __rcu_dereference_protected(p, c, space) \
372 ({ \
373         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_protected() usage"); \
374         rcu_check_sparse(p, space); \
375         ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
376 })
377 #define rcu_dereference_raw(p) \
378 ({ \
379         /* Dependency order vs. p above. */ \
380         typeof(p) ________p1 = READ_ONCE(p); \
381         ((typeof(*p) __force __kernel *)(________p1)); \
382 })
383
384 /**
385  * RCU_INITIALIZER() - statically initialize an RCU-protected global variable
386  * @v: The value to statically initialize with.
387  */
388 #define RCU_INITIALIZER(v) (typeof(*(v)) __force __rcu *)(v)
389
390 /**
391  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
392  * @p: pointer to assign to
393  * @v: value to assign (publish)
394  *
395  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
396  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
397  * any prior initialization.
398  *
399  * Inserts memory barriers on architectures that require them
400  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
401  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
402  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
403  * will be dereferenced by RCU read-side code.
404  *
405  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
406  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
407  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
408  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
409  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
410  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
411  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
412  *
413  * Note that rcu_assign_pointer() evaluates each of its arguments only
414  * once, appearances notwithstanding.  One of the "extra" evaluations
415  * is in typeof() and the other visible only to sparse (__CHECKER__),
416  * neither of which actually execute the argument.  As with most cpp
417  * macros, this execute-arguments-only-once property is important, so
418  * please be careful when making changes to rcu_assign_pointer() and the
419  * other macros that it invokes.
420  */
421 #define rcu_assign_pointer(p, v)                                              \
422 do {                                                                          \
423         uintptr_t _r_a_p__v = (uintptr_t)(v);                                 \
424         rcu_check_sparse(p, __rcu);                                           \
425                                                                               \
426         if (__builtin_constant_p(v) && (_r_a_p__v) == (uintptr_t)NULL)        \
427                 WRITE_ONCE((p), (typeof(p))(_r_a_p__v));                      \
428         else                                                                  \
429                 smp_store_release(&p, RCU_INITIALIZER((typeof(p))_r_a_p__v)); \
430 } while (0)
431
432 /**
433  * rcu_replace_pointer() - replace an RCU pointer, returning its old value
434  * @rcu_ptr: RCU pointer, whose old value is returned
435  * @ptr: regular pointer
436  * @c: the lockdep conditions under which the dereference will take place
437  *
438  * Perform a replacement, where @rcu_ptr is an RCU-annotated
439  * pointer and @c is the lockdep argument that is passed to the
440  * rcu_dereference_protected() call used to read that pointer.  The old
441  * value of @rcu_ptr is returned, and @rcu_ptr is set to @ptr.
442  */
443 #define rcu_replace_pointer(rcu_ptr, ptr, c)                            \
444 ({                                                                      \
445         typeof(ptr) __tmp = rcu_dereference_protected((rcu_ptr), (c));  \
446         rcu_assign_pointer((rcu_ptr), (ptr));                           \
447         __tmp;                                                          \
448 })
449
450 /**
451  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
452  * @p: The pointer to read
453  *
454  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
455  * lockdep checks for being in an RCU read-side critical section.  This is
456  * useful when the value of this pointer is accessed, but the pointer is
457  * not dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer
458  * against NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases
459  * where update-side locks prevent the value of the pointer from changing,
460  * you should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
461  *
462  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
463  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as
464  * is the case in the context of the RCU callback that is freeing up
465  * the data, or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful
466  * when tearing down multi-linked structures after a grace period
467  * has elapsed.
468  */
469 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __rcu)
470
471 /**
472  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
473  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
474  * @c: The conditions under which the dereference will take place
475  *
476  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
477  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
478  * indicate the various locking conditions that should be held at that
479  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
480  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
481  * (rcu_read_lock()) is included.
482  *
483  * For example:
484  *
485  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
486  *
487  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
488  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
489  * the bar struct at foo->bar is held.
490  *
491  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
492  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
493  * target struct:
494  *
495  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
496  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
497  *
498  * Inserts memory barriers on architectures that require them
499  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
500  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
501  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
502  * annotated as __rcu.
503  */
504 #define rcu_dereference_check(p, c) \
505         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_held(), __rcu)
506
507 /**
508  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
509  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
510  * @c: The conditions under which the dereference will take place
511  *
512  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().
513  */
514 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
515         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_bh_held(), __rcu)
516
517 /**
518  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
519  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
520  * @c: The conditions under which the dereference will take place
521  *
522  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
523  */
524 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
525         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_sched_held(), \
526                                 __rcu)
527
528 /*
529  * The tracing infrastructure traces RCU (we want that), but unfortunately
530  * some of the RCU checks causes tracing to lock up the system.
531  *
532  * The no-tracing version of rcu_dereference_raw() must not call
533  * rcu_read_lock_held().
534  */
535 #define rcu_dereference_raw_check(p) __rcu_dereference_check((p), 1, __rcu)
536
537 /**
538  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
539  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
540  * @c: The conditions under which the dereference will take place
541  *
542  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
543  * the READ_ONCE().  This is useful in cases where update-side locks
544  * prevent the value of the pointer from changing.  Please note that this
545  * primitive does *not* prevent the compiler from repeating this reference
546  * or combining it with other references, so it should not be used without
547  * protection of appropriate locks.
548  *
549  * This function is only for update-side use.  Using this function
550  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
551  * but very ugly failures.
552  */
553 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
554         __rcu_dereference_protected((p), (c), __rcu)
555
556
557 /**
558  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
559  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
560  *
561  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
562  */
563 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
564
565 /**
566  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
567  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
568  *
569  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
570  */
571 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
572
573 /**
574  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-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_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
580
581 /**
582  * rcu_pointer_handoff() - Hand off a pointer from RCU to other mechanism
583  * @p: The pointer to hand off
584  *
585  * This is simply an identity function, but it documents where a pointer
586  * is handed off from RCU to some other synchronization mechanism, for
587  * example, reference counting or locking.  In C11, it would map to
588  * kill_dependency().  It could be used as follows::
589  *
590  *      rcu_read_lock();
591  *      p = rcu_dereference(gp);
592  *      long_lived = is_long_lived(p);
593  *      if (long_lived) {
594  *              if (!atomic_inc_not_zero(p->refcnt))
595  *                      long_lived = false;
596  *              else
597  *                      p = rcu_pointer_handoff(p);
598  *      }
599  *      rcu_read_unlock();
600  */
601 #define rcu_pointer_handoff(p) (p)
602
603 /**
604  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
605  *
606  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
607  * are within RCU read-side critical sections, then the
608  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
609  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
610  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
611  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
612  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
613  *
614  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
615  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
616  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
617  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
618  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
619  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
620  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
621  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
622  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
623  * callback would free up) has completed before the corresponding
624  * RCU callback is invoked.
625  *
626  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
627  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
628  * completes.
629  *
630  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
631  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
632  * read-side critical section that would block in a !PREEMPTION kernel.
633  * But if you want the full story, read on!
634  *
635  * In non-preemptible RCU implementations (pure TREE_RCU and TINY_RCU),
636  * it is illegal to block while in an RCU read-side critical section.
637  * In preemptible RCU implementations (PREEMPT_RCU) in CONFIG_PREEMPTION
638  * kernel builds, RCU read-side critical sections may be preempted,
639  * but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible RCU
640  * implementations in real-time (with -rt patchset) kernel builds, RCU
641  * read-side critical sections may be preempted and they may also block, but
642  * only when acquiring spinlocks that are subject to priority inheritance.
643  */
644 static __always_inline void rcu_read_lock(void)
645 {
646         __rcu_read_lock();
647         __acquire(RCU);
648         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
649         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
650                          "rcu_read_lock() used illegally while idle");
651 }
652
653 /*
654  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
655  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
656  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
657  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
658  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
659  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
660  * others' way, as long as they do so.
661  */
662
663 /**
664  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
665  *
666  * In most situations, rcu_read_unlock() is immune from deadlock.
667  * However, in kernels built with CONFIG_RCU_BOOST, rcu_read_unlock()
668  * is responsible for deboosting, which it does via rt_mutex_unlock().
669  * Unfortunately, this function acquires the scheduler's runqueue and
670  * priority-inheritance spinlocks.  This means that deadlock could result
671  * if the caller of rcu_read_unlock() already holds one of these locks or
672  * any lock that is ever acquired while holding them.
673  *
674  * That said, RCU readers are never priority boosted unless they were
675  * preempted.  Therefore, one way to avoid deadlock is to make sure
676  * that preemption never happens within any RCU read-side critical
677  * section whose outermost rcu_read_unlock() is called with one of
678  * rt_mutex_unlock()'s locks held.  Such preemption can be avoided in
679  * a number of ways, for example, by invoking preempt_disable() before
680  * critical section's outermost rcu_read_lock().
681  *
682  * Given that the set of locks acquired by rt_mutex_unlock() might change
683  * at any time, a somewhat more future-proofed approach is to make sure
684  * that that preemption never happens within any RCU read-side critical
685  * section whose outermost rcu_read_unlock() is called with irqs disabled.
686  * This approach relies on the fact that rt_mutex_unlock() currently only
687  * acquires irq-disabled locks.
688  *
689  * The second of these two approaches is best in most situations,
690  * however, the first approach can also be useful, at least to those
691  * developers willing to keep abreast of the set of locks acquired by
692  * rt_mutex_unlock().
693  *
694  * See rcu_read_lock() for more information.
695  */
696 static inline void rcu_read_unlock(void)
697 {
698         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
699                          "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
700         __release(RCU);
701         __rcu_read_unlock();
702         rcu_lock_release(&rcu_lock_map); /* Keep acq info for rls diags. */
703 }
704
705 /**
706  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
707  *
708  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but also disables softirqs.
709  * Note that anything else that disables softirqs can also serve as
710  * an RCU read-side critical section.
711  *
712  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
713  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
714  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
715  * was invoked from some other task.
716  */
717 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
718 {
719         local_bh_disable();
720         __acquire(RCU_BH);
721         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
722         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
723                          "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
724 }
725
726 /**
727  * rcu_read_unlock_bh() - marks the end of a softirq-only RCU critical section
728  *
729  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
730  */
731 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
732 {
733         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
734                          "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
735         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
736         __release(RCU_BH);
737         local_bh_enable();
738 }
739
740 /**
741  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
742  *
743  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but disables preemption.
744  * Read-side critical sections can also be introduced by anything else
745  * that disables preemption, including local_irq_disable() and friends.
746  *
747  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
748  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
749  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
750  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
751  */
752 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
753 {
754         preempt_disable();
755         __acquire(RCU_SCHED);
756         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
757         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
758                          "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
759 }
760
761 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
762 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
763 {
764         preempt_disable_notrace();
765         __acquire(RCU_SCHED);
766 }
767
768 /**
769  * rcu_read_unlock_sched() - marks the end of a RCU-classic critical section
770  *
771  * See rcu_read_lock_sched() for more information.
772  */
773 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
774 {
775         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
776                          "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
777         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
778         __release(RCU_SCHED);
779         preempt_enable();
780 }
781
782 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
783 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
784 {
785         __release(RCU_SCHED);
786         preempt_enable_notrace();
787 }
788
789 /**
790  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
791  * @p: The pointer to be initialized.
792  * @v: The value to initialized the pointer to.
793  *
794  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
795  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
796  * special cases are:
797  *
798  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer *or*
799  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
800  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer *or*
801  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
802  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() *and*
803  *
804  *      a.      You have not made *any* reader-visible changes to
805  *              this structure since then *or*
806  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
807  *              new location to see the old state of the structure.  (For
808  *              example, the changes were to statistical counters or to
809  *              other state where exact synchronization is not required.)
810  *
811  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
812  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
813  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
814  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
815  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
816  *
817  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
818  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
819  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
820  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
821  * external-to-structure pointer *after* you have completely initialized
822  * the reader-accessible portions of the linked structure.
823  *
824  * Note that unlike rcu_assign_pointer(), RCU_INIT_POINTER() provides no
825  * ordering guarantees for either the CPU or the compiler.
826  */
827 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
828         do { \
829                 rcu_check_sparse(p, __rcu); \
830                 WRITE_ONCE(p, RCU_INITIALIZER(v)); \
831         } while (0)
832
833 /**
834  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
835  * @p: The pointer to be initialized.
836  * @v: The value to initialized the pointer to.
837  *
838  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
839  */
840 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
841                 .p = RCU_INITIALIZER(v)
842
843 /*
844  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
845  * structure can be handled by kvfree_rcu()?
846  */
847 #define __is_kvfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
848
849 /*
850  * Helper macro for kfree_rcu() to prevent argument-expansion eyestrain.
851  */
852 #define __kvfree_rcu(head, offset) \
853         do { \
854                 BUILD_BUG_ON(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)); \
855                 kvfree_call_rcu(head, (rcu_callback_t)(unsigned long)(offset)); \
856         } while (0)
857
858 /**
859  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
860  * @ptr:        pointer to kfree
861  * @rhf:        the name of the struct rcu_head within the type of @ptr.
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(). 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(ptr, rhf)                                             \
885 do {                                                                    \
886         typeof (ptr) ___p = (ptr);                                      \
887                                                                         \
888         if (___p)                                                       \
889                 __kvfree_rcu(&((___p)->rhf), offsetof(typeof(*(ptr)), rhf)); \
890 } while (0)
891
892 /**
893  * kvfree_rcu() - kvfree an object after a grace period.
894  *
895  * This macro consists of one or two arguments and it is
896  * based on whether an object is head-less or not. If it
897  * has a head then a semantic stays the same as it used
898  * to be before:
899  *
900  *     kvfree_rcu(ptr, rhf);
901  *
902  * where @ptr is a pointer to kvfree(), @rhf is the name
903  * of the rcu_head structure within the type of @ptr.
904  *
905  * When it comes to head-less variant, only one argument
906  * is passed and that is just a pointer which has to be
907  * freed after a grace period. Therefore the semantic is
908  *
909  *     kvfree_rcu(ptr);
910  *
911  * where @ptr is a pointer to kvfree().
912  *
913  * Please note, head-less way of freeing is permitted to
914  * use from a context that has to follow might_sleep()
915  * annotation. Otherwise, please switch and embed the
916  * rcu_head structure within the type of @ptr.
917  */
918 #define kvfree_rcu(...) KVFREE_GET_MACRO(__VA_ARGS__,           \
919         kvfree_rcu_arg_2, kvfree_rcu_arg_1)(__VA_ARGS__)
920
921 #define KVFREE_GET_MACRO(_1, _2, NAME, ...) NAME
922 #define kvfree_rcu_arg_2(ptr, rhf) kfree_rcu(ptr, rhf)
923 #define kvfree_rcu_arg_1(ptr)                                   \
924 do {                                                            \
925         typeof(ptr) ___p = (ptr);                               \
926                                                                 \
927         if (___p)                                               \
928                 kvfree_call_rcu(NULL, (rcu_callback_t) (___p)); \
929 } while (0)
930
931 /*
932  * Place this after a lock-acquisition primitive to guarantee that
933  * an UNLOCK+LOCK pair acts as a full barrier.  This guarantee applies
934  * if the UNLOCK and LOCK are executed by the same CPU or if the
935  * UNLOCK and LOCK operate on the same lock variable.
936  */
937 #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE
938 #define smp_mb__after_unlock_lock()     smp_mb()  /* Full ordering for lock. */
939 #else /* #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
940 #define smp_mb__after_unlock_lock()     do { } while (0)
941 #endif /* #else #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
942
943
944 /* Has the specified rcu_head structure been handed to call_rcu()? */
945
946 /**
947  * rcu_head_init - Initialize rcu_head for rcu_head_after_call_rcu()
948  * @rhp: The rcu_head structure to initialize.
949  *
950  * If you intend to invoke rcu_head_after_call_rcu() to test whether a
951  * given rcu_head structure has already been passed to call_rcu(), then
952  * you must also invoke this rcu_head_init() function on it just after
953  * allocating that structure.  Calls to this function must not race with
954  * calls to call_rcu(), rcu_head_after_call_rcu(), or callback invocation.
955  */
956 static inline void rcu_head_init(struct rcu_head *rhp)
957 {
958         rhp->func = (rcu_callback_t)~0L;
959 }
960
961 /**
962  * rcu_head_after_call_rcu() - Has this rcu_head been passed to call_rcu()?
963  * @rhp: The rcu_head structure to test.
964  * @f: The function passed to call_rcu() along with @rhp.
965  *
966  * Returns @true if the @rhp has been passed to call_rcu() with @func,
967  * and @false otherwise.  Emits a warning in any other case, including
968  * the case where @rhp has already been invoked after a grace period.
969  * Calls to this function must not race with callback invocation.  One way
970  * to avoid such races is to enclose the call to rcu_head_after_call_rcu()
971  * in an RCU read-side critical section that includes a read-side fetch
972  * of the pointer to the structure containing @rhp.
973  */
974 static inline bool
975 rcu_head_after_call_rcu(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t f)
976 {
977         rcu_callback_t func = READ_ONCE(rhp->func);
978
979         if (func == f)
980                 return true;
981         WARN_ON_ONCE(func != (rcu_callback_t)~0L);
982         return false;
983 }
984
985 /* kernel/ksysfs.c definitions */
986 extern int rcu_expedited;
987 extern int rcu_normal;
988
989 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */