include/linux/srcutree.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ */
   2 /*
   3  * Sleepable Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion,
   4  *      tree variant.
   5  *
   6  * Copyright (C) IBM Corporation, 2017
   7  *
   8  * Author: Paul McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
   9  */
  10
  11 #ifndef _LINUX_SRCU_TREE_H
  12 #define _LINUX_SRCU_TREE_H
  13
  14 #include <linux/rcu_node_tree.h>
  15 #include <linux/completion.h>
  16
  17 struct srcu_node;
  18 struct srcu_struct;
  19
  20 /*
  21  * Per-CPU structure feeding into leaf srcu_node, similar in function
  22  * to rcu_node.
  23  */
  24 struct srcu_data {
  25         /* Read-side state. */
  26         atomic_long_t srcu_lock_count[2];       /* Locks per CPU. */
  27         atomic_long_t srcu_unlock_count[2];     /* Unlocks per CPU. */
  28         int srcu_nmi_safety;                    /* NMI-safe srcu_struct structure? */
  29
  30         /* Update-side state. */
  31         spinlock_t __private lock ____cacheline_internodealigned_in_smp;
  32         struct rcu_segcblist srcu_cblist;       /* List of callbacks.*/
  33         unsigned long srcu_gp_seq_needed;       /* Furthest future GP needed. */
  34         unsigned long srcu_gp_seq_needed_exp;   /* Furthest future exp GP. */
  35         bool srcu_cblist_invoking;              /* Invoking these CBs? */
  36         struct timer_list delay_work;           /* Delay for CB invoking */
  37         struct work_struct work;                /* Context for CB invoking. */
  38         struct rcu_head srcu_barrier_head;      /* For srcu_barrier() use. */
  39         struct srcu_node *mynode;               /* Leaf srcu_node. */
  40         unsigned long grpmask;                  /* Mask for leaf srcu_node */
  41                                                 /*  ->srcu_data_have_cbs[]. */
  42         int cpu;
  43         struct srcu_struct *ssp;
  44 };
  45
  46 /*
  47  * Node in SRCU combining tree, similar in function to rcu_data.
  48  */
  49 struct srcu_node {
  50         spinlock_t __private lock;
  51         unsigned long srcu_have_cbs[4];         /* GP seq for children having CBs, but only */
  52                                                 /*  if greater than ->srcu_gq_seq. */
  53         unsigned long srcu_data_have_cbs[4];    /* Which srcu_data structs have CBs for given GP? */
  54         unsigned long srcu_gp_seq_needed_exp;   /* Furthest future exp GP. */
  55         struct srcu_node *srcu_parent;          /* Next up in tree. */
  56         int grplo;                              /* Least CPU for node. */
  57         int grphi;                              /* Biggest CPU for node. */
  58 };
  59
  60 /*
  61  * Per-SRCU-domain structure, similar in function to rcu_state.
  62  */
  63 struct srcu_struct {
  64         struct srcu_node *node;                 /* Combining tree. */
  65         struct srcu_node *level[RCU_NUM_LVLS + 1];
  66                                                 /* First node at each level. */
  67         int srcu_size_state;                    /* Small-to-big transition state. */
  68         struct mutex srcu_cb_mutex;             /* Serialize CB preparation. */
  69         spinlock_t __private lock;              /* Protect counters and size state. */
  70         struct mutex srcu_gp_mutex;             /* Serialize GP work. */
  71         unsigned int srcu_idx;                  /* Current rdr array element. */
  72         unsigned long srcu_gp_seq;              /* Grace-period seq #. */
  73         unsigned long srcu_gp_seq_needed;       /* Latest gp_seq needed. */
  74         unsigned long srcu_gp_seq_needed_exp;   /* Furthest future exp GP. */
  75         unsigned long srcu_gp_start;            /* Last GP start timestamp (jiffies) */
  76         unsigned long srcu_last_gp_end;         /* Last GP end timestamp (ns) */
  77         unsigned long srcu_size_jiffies;        /* Current contention-measurement interval. */
  78         unsigned long srcu_n_lock_retries;      /* Contention events in current interval. */
  79         unsigned long srcu_n_exp_nodelay;       /* # expedited no-delays in current GP phase. */
  80         struct srcu_data __percpu *sda;         /* Per-CPU srcu_data array. */
  81         bool sda_is_static;                     /* May ->sda be passed to free_percpu()? */
  82         unsigned long srcu_barrier_seq;         /* srcu_barrier seq #. */
  83         struct mutex srcu_barrier_mutex;        /* Serialize barrier ops. */
  84         struct completion srcu_barrier_completion;
  85                                                 /* Awaken barrier rq at end. */
  86         atomic_t srcu_barrier_cpu_cnt;          /* # CPUs not yet posting a */
  87                                                 /*  callback for the barrier */
  88                                                 /*  operation. */
  89         unsigned long reschedule_jiffies;
  90         unsigned long reschedule_count;
  91         struct delayed_work work;
  92         struct lockdep_map dep_map;
  93 };
  94
  95 /* Values for size state variable (->srcu_size_state). */
  96 #define SRCU_SIZE_SMALL         0
  97 #define SRCU_SIZE_ALLOC         1
  98 #define SRCU_SIZE_WAIT_BARRIER  2
  99 #define SRCU_SIZE_WAIT_CALL     3
 100 #define SRCU_SIZE_WAIT_CBS1     4
 101 #define SRCU_SIZE_WAIT_CBS2     5
 102 #define SRCU_SIZE_WAIT_CBS3     6
 103 #define SRCU_SIZE_WAIT_CBS4     7
 104 #define SRCU_SIZE_BIG           8
 105
 106 /* Values for state variable (bottom bits of ->srcu_gp_seq). */
 107 #define SRCU_STATE_IDLE         0
 108 #define SRCU_STATE_SCAN1        1
 109 #define SRCU_STATE_SCAN2        2
 110
 111 #define __SRCU_STRUCT_INIT(name, pcpu_name)                             \
 112 {                                                                       \
 113         .sda = &pcpu_name,                                              \
 114         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(name.lock),                        \
 115         .srcu_gp_seq_needed = -1UL,                                     \
 116         .work = __DELAYED_WORK_INITIALIZER(name.work, NULL, 0),         \
 117         __SRCU_DEP_MAP_INIT(name)                                       \
 118 }
 119
 120 /*
 121  * Define and initialize a srcu struct at build time.
 122  * Do -not- call init_srcu_struct() nor cleanup_srcu_struct() on it.
 123  *
 124  * Note that although DEFINE_STATIC_SRCU() hides the name from other
 125  * files, the per-CPU variable rules nevertheless require that the
 126  * chosen name be globally unique.  These rules also prohibit use of
 127  * DEFINE_STATIC_SRCU() within a function.  If these rules are too
 128  * restrictive, declare the srcu_struct manually.  For example, in
 129  * each file:
 130  *
 131  *      static struct srcu_struct my_srcu;
 132  *
 133  * Then, before the first use of each my_srcu, manually initialize it:
 134  *
 135  *      init_srcu_struct(&my_srcu);
 136  *
 137  * See include/linux/percpu-defs.h for the rules on per-CPU variables.
 138  */
 139 #ifdef MODULE
 140 # define __DEFINE_SRCU(name, is_static)                                 \
 141         is_static struct srcu_struct name;                              \
 142         extern struct srcu_struct * const __srcu_struct_##name;         \
 143         struct srcu_struct * const __srcu_struct_##name                 \
 144                 __section("___srcu_struct_ptrs") = &name
 145 #else
 146 # define __DEFINE_SRCU(name, is_static)                                 \
 147         static DEFINE_PER_CPU(struct srcu_data, name##_srcu_data);      \
 148         is_static struct srcu_struct name =                             \
 149                 __SRCU_STRUCT_INIT(name, name##_srcu_data)
 150 #endif
 151 #define DEFINE_SRCU(name)               __DEFINE_SRCU(name, /* not static */)
 152 #define DEFINE_STATIC_SRCU(name)        __DEFINE_SRCU(name, static)
 153
 154 void synchronize_srcu_expedited(struct srcu_struct *ssp);
 155 void srcu_barrier(struct srcu_struct *ssp);
 156 void srcu_torture_stats_print(struct srcu_struct *ssp, char *tt, char *tf);
 157
 158 #endif