Merge tag 'drm-next-2019-03-15' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm
[sfrench/cifs-2.6.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 synchronize_rcu(void);
41
42 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
43
44 void __rcu_read_lock(void);
45 void __rcu_read_unlock(void);
46
47 /*
48  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
49  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
50  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
51  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
52  */
53 #define rcu_preempt_depth() (current->rcu_read_lock_nesting)
54
55 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
56
57 static inline void __rcu_read_lock(void)
58 {
59         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
60                 preempt_disable();
61 }
62
63 static inline void __rcu_read_unlock(void)
64 {
65         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
66                 preempt_enable();
67 }
68
69 static inline int rcu_preempt_depth(void)
70 {
71         return 0;
72 }
73
74 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
75
76 /* Internal to kernel */
77 void rcu_init(void);
78 extern int rcu_scheduler_active __read_mostly;
79 void rcu_sched_clock_irq(int user);
80 void rcu_report_dead(unsigned int cpu);
81 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu);
82
83 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
84 void rcu_sysrq_start(void);
85 void rcu_sysrq_end(void);
86 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
87 static inline void rcu_sysrq_start(void) { }
88 static inline void rcu_sysrq_end(void) { }
89 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
90
91 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
92 void rcu_user_enter(void);
93 void rcu_user_exit(void);
94 #else
95 static inline void rcu_user_enter(void) { }
96 static inline void rcu_user_exit(void) { }
97 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
98
99 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
100 void rcu_init_nohz(void);
101 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
102 static inline void rcu_init_nohz(void) { }
103 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
104
105 /**
106  * RCU_NONIDLE - Indicate idle-loop code that needs RCU readers
107  * @a: Code that RCU needs to pay attention to.
108  *
109  * RCU read-side critical sections are forbidden in the inner idle loop,
110  * that is, between the rcu_idle_enter() and the rcu_idle_exit() -- RCU
111  * will happily ignore any such read-side critical sections.  However,
112  * things like powertop need tracepoints in the inner idle loop.
113  *
114  * This macro provides the way out:  RCU_NONIDLE(do_something_with_RCU())
115  * will tell RCU that it needs to pay attention, invoke its argument
116  * (in this example, calling the do_something_with_RCU() function),
117  * and then tell RCU to go back to ignoring this CPU.  It is permissible
118  * to nest RCU_NONIDLE() wrappers, but not indefinitely (but the limit is
119  * on the order of a million or so, even on 32-bit systems).  It is
120  * not legal to block within RCU_NONIDLE(), nor is it permissible to
121  * transfer control either into or out of RCU_NONIDLE()'s statement.
122  */
123 #define RCU_NONIDLE(a) \
124         do { \
125                 rcu_irq_enter_irqson(); \
126                 do { a; } while (0); \
127                 rcu_irq_exit_irqson(); \
128         } while (0)
129
130 /*
131  * Note a quasi-voluntary context switch for RCU-tasks's benefit.
132  * This is a macro rather than an inline function to avoid #include hell.
133  */
134 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
135 #define rcu_tasks_qs(t) \
136         do { \
137                 if (READ_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout)) \
138                         WRITE_ONCE((t)->rcu_tasks_holdout, false); \
139         } while (0)
140 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) rcu_tasks_qs(t)
141 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func);
142 void synchronize_rcu_tasks(void);
143 void exit_tasks_rcu_start(void);
144 void exit_tasks_rcu_finish(void);
145 #else /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
146 #define rcu_tasks_qs(t) do { } while (0)
147 #define rcu_note_voluntary_context_switch(t) do { } while (0)
148 #define call_rcu_tasks call_rcu
149 #define synchronize_rcu_tasks synchronize_rcu
150 static inline void exit_tasks_rcu_start(void) { }
151 static inline void exit_tasks_rcu_finish(void) { }
152 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
153
154 /**
155  * cond_resched_tasks_rcu_qs - Report potential quiescent states to RCU
156  *
157  * This macro resembles cond_resched(), except that it is defined to
158  * report potential quiescent states to RCU-tasks even if the cond_resched()
159  * machinery were to be shut off, as some advocate for PREEMPT kernels.
160  */
161 #define cond_resched_tasks_rcu_qs() \
162 do { \
163         rcu_tasks_qs(current); \
164         cond_resched(); \
165 } while (0)
166
167 /*
168  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
169  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
170  */
171
172 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
173 #include <linux/rcutree.h>
174 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU)
175 #include <linux/rcutiny.h>
176 #else
177 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
178 #endif
179
180 /*
181  * The init_rcu_head_on_stack() and destroy_rcu_head_on_stack() calls
182  * are needed for dynamic initialization and destruction of rcu_head
183  * on the stack, and init_rcu_head()/destroy_rcu_head() are needed for
184  * dynamic initialization and destruction of statically allocated rcu_head
185  * structures.  However, rcu_head structures allocated dynamically in the
186  * heap don't need any initialization.
187  */
188 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
189 void init_rcu_head(struct rcu_head *head);
190 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head);
191 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
192 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
193 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
194 static inline void init_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
195 static inline void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head) { }
196 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
197 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head) { }
198 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
199
200 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU)
201 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void);
202 #else /* #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
203 static inline bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void) { return true; }
204 #endif /* #else #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && defined(CONFIG_PROVE_RCU) */
205
206 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
207
208 static inline void rcu_lock_acquire(struct lockdep_map *map)
209 {
210         lock_acquire(map, 0, 0, 2, 0, NULL, _THIS_IP_);
211 }
212
213 static inline void rcu_lock_release(struct lockdep_map *map)
214 {
215         lock_release(map, 1, _THIS_IP_);
216 }
217
218 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
219 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
220 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
221 extern struct lockdep_map rcu_callback_map;
222 int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
223 int rcu_read_lock_held(void);
224 int rcu_read_lock_bh_held(void);
225 int rcu_read_lock_sched_held(void);
226
227 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
228
229 # define rcu_lock_acquire(a)            do { } while (0)
230 # define rcu_lock_release(a)            do { } while (0)
231
232 static inline int rcu_read_lock_held(void)
233 {
234         return 1;
235 }
236
237 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
238 {
239         return 1;
240 }
241
242 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
243 {
244         return !preemptible();
245 }
246 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
247
248 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
249
250 /**
251  * RCU_LOCKDEP_WARN - emit lockdep splat if specified condition is met
252  * @c: condition to check
253  * @s: informative message
254  */
255 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s)                                          \
256         do {                                                            \
257                 static bool __section(.data.unlikely) __warned;         \
258                 if (debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned && (c)) {  \
259                         __warned = true;                                \
260                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
261                 }                                                       \
262         } while (0)
263
264 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && !defined(CONFIG_PREEMPT_RCU)
265 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void)
266 {
267         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
268                          "Illegal context switch in RCU read-side critical section");
269 }
270 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
271 static inline void rcu_preempt_sleep_check(void) { }
272 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
273
274 #define rcu_sleep_check()                                               \
275         do {                                                            \
276                 rcu_preempt_sleep_check();                              \
277                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),        \
278                                  "Illegal context switch in RCU-bh read-side critical section"); \
279                 RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),     \
280                                  "Illegal context switch in RCU-sched read-side critical section"); \
281         } while (0)
282
283 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
284
285 #define RCU_LOCKDEP_WARN(c, s) do { } while (0)
286 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
287
288 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
289
290 /*
291  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
292  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
293  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
294  * multiple pointers markings to match different RCU implementations
295  * (e.g., __srcu), should this make sense in the future.
296  */
297
298 #ifdef __CHECKER__
299 #define rcu_check_sparse(p, space) \
300         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
301 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
302 #define rcu_check_sparse(p, space)
303 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
304
305 #define __rcu_access_pointer(p, space) \
306 ({ \
307         typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
308         rcu_check_sparse(p, space); \
309         ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
310 })
311 #define __rcu_dereference_check(p, c, space) \
312 ({ \
313         /* Dependency order vs. p above. */ \
314         typeof(*p) *________p1 = (typeof(*p) *__force)READ_ONCE(p); \
315         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_check() usage"); \
316         rcu_check_sparse(p, space); \
317         ((typeof(*p) __force __kernel *)(________p1)); \
318 })
319 #define __rcu_dereference_protected(p, c, space) \
320 ({ \
321         RCU_LOCKDEP_WARN(!(c), "suspicious rcu_dereference_protected() usage"); \
322         rcu_check_sparse(p, space); \
323         ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
324 })
325 #define rcu_dereference_raw(p) \
326 ({ \
327         /* Dependency order vs. p above. */ \
328         typeof(p) ________p1 = READ_ONCE(p); \
329         ((typeof(*p) __force __kernel *)(________p1)); \
330 })
331
332 /**
333  * RCU_INITIALIZER() - statically initialize an RCU-protected global variable
334  * @v: The value to statically initialize with.
335  */
336 #define RCU_INITIALIZER(v) (typeof(*(v)) __force __rcu *)(v)
337
338 /**
339  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
340  * @p: pointer to assign to
341  * @v: value to assign (publish)
342  *
343  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
344  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
345  * any prior initialization.
346  *
347  * Inserts memory barriers on architectures that require them
348  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
349  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
350  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
351  * will be dereferenced by RCU read-side code.
352  *
353  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
354  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
355  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
356  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
357  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
358  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
359  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
360  *
361  * Note that rcu_assign_pointer() evaluates each of its arguments only
362  * once, appearances notwithstanding.  One of the "extra" evaluations
363  * is in typeof() and the other visible only to sparse (__CHECKER__),
364  * neither of which actually execute the argument.  As with most cpp
365  * macros, this execute-arguments-only-once property is important, so
366  * please be careful when making changes to rcu_assign_pointer() and the
367  * other macros that it invokes.
368  */
369 #define rcu_assign_pointer(p, v)                                              \
370 ({                                                                            \
371         uintptr_t _r_a_p__v = (uintptr_t)(v);                                 \
372         rcu_check_sparse(p, __rcu);                                   \
373                                                                               \
374         if (__builtin_constant_p(v) && (_r_a_p__v) == (uintptr_t)NULL)        \
375                 WRITE_ONCE((p), (typeof(p))(_r_a_p__v));                      \
376         else                                                                  \
377                 smp_store_release(&p, RCU_INITIALIZER((typeof(p))_r_a_p__v)); \
378         _r_a_p__v;                                                            \
379 })
380
381 /**
382  * rcu_swap_protected() - swap an RCU and a regular pointer
383  * @rcu_ptr: RCU pointer
384  * @ptr: regular pointer
385  * @c: the conditions under which the dereference will take place
386  *
387  * Perform swap(@rcu_ptr, @ptr) where @rcu_ptr is an RCU-annotated pointer and
388  * @c is the argument that is passed to the rcu_dereference_protected() call
389  * used to read that pointer.
390  */
391 #define rcu_swap_protected(rcu_ptr, ptr, c) do {                        \
392         typeof(ptr) __tmp = rcu_dereference_protected((rcu_ptr), (c));  \
393         rcu_assign_pointer((rcu_ptr), (ptr));                           \
394         (ptr) = __tmp;                                                  \
395 } while (0)
396
397 /**
398  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
399  * @p: The pointer to read
400  *
401  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
402  * lockdep checks for being in an RCU read-side critical section.  This is
403  * useful when the value of this pointer is accessed, but the pointer is
404  * not dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer
405  * against NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases
406  * where update-side locks prevent the value of the pointer from changing,
407  * you should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
408  *
409  * It is also permissible to use rcu_access_pointer() when read-side
410  * access to the pointer was removed at least one grace period ago, as
411  * is the case in the context of the RCU callback that is freeing up
412  * the data, or after a synchronize_rcu() returns.  This can be useful
413  * when tearing down multi-linked structures after a grace period
414  * has elapsed.
415  */
416 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __rcu)
417
418 /**
419  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
420  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
421  * @c: The conditions under which the dereference will take place
422  *
423  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
424  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
425  * indicate the various locking conditions that should be held at that
426  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
427  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
428  * (rcu_read_lock()) is included.
429  *
430  * For example:
431  *
432  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
433  *
434  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
435  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
436  * the bar struct at foo->bar is held.
437  *
438  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
439  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
440  * target struct:
441  *
442  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
443  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
444  *
445  * Inserts memory barriers on architectures that require them
446  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
447  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
448  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
449  * annotated as __rcu.
450  */
451 #define rcu_dereference_check(p, c) \
452         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_held(), __rcu)
453
454 /**
455  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
456  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
457  * @c: The conditions under which the dereference will take place
458  *
459  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().
460  */
461 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
462         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_bh_held(), __rcu)
463
464 /**
465  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
466  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
467  * @c: The conditions under which the dereference will take place
468  *
469  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
470  */
471 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
472         __rcu_dereference_check((p), (c) || rcu_read_lock_sched_held(), \
473                                 __rcu)
474
475 /*
476  * The tracing infrastructure traces RCU (we want that), but unfortunately
477  * some of the RCU checks causes tracing to lock up the system.
478  *
479  * The no-tracing version of rcu_dereference_raw() must not call
480  * rcu_read_lock_held().
481  */
482 #define rcu_dereference_raw_notrace(p) __rcu_dereference_check((p), 1, __rcu)
483
484 /**
485  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
486  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
487  * @c: The conditions under which the dereference will take place
488  *
489  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
490  * the READ_ONCE().  This is useful in cases where update-side locks
491  * prevent the value of the pointer from changing.  Please note that this
492  * primitive does *not* prevent the compiler from repeating this reference
493  * or combining it with other references, so it should not be used without
494  * protection of appropriate locks.
495  *
496  * This function is only for update-side use.  Using this function
497  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
498  * but very ugly failures.
499  */
500 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
501         __rcu_dereference_protected((p), (c), __rcu)
502
503
504 /**
505  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
506  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
507  *
508  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
509  */
510 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
511
512 /**
513  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
514  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
515  *
516  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
517  */
518 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
519
520 /**
521  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
522  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
523  *
524  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
525  */
526 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
527
528 /**
529  * rcu_pointer_handoff() - Hand off a pointer from RCU to other mechanism
530  * @p: The pointer to hand off
531  *
532  * This is simply an identity function, but it documents where a pointer
533  * is handed off from RCU to some other synchronization mechanism, for
534  * example, reference counting or locking.  In C11, it would map to
535  * kill_dependency().  It could be used as follows::
536  *
537  *      rcu_read_lock();
538  *      p = rcu_dereference(gp);
539  *      long_lived = is_long_lived(p);
540  *      if (long_lived) {
541  *              if (!atomic_inc_not_zero(p->refcnt))
542  *                      long_lived = false;
543  *              else
544  *                      p = rcu_pointer_handoff(p);
545  *      }
546  *      rcu_read_unlock();
547  */
548 #define rcu_pointer_handoff(p) (p)
549
550 /**
551  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
552  *
553  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
554  * are within RCU read-side critical sections, then the
555  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
556  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
557  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
558  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
559  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
560  *
561  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
562  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
563  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
564  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
565  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
566  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
567  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
568  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
569  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
570  * callback would free up) has completed before the corresponding
571  * RCU callback is invoked.
572  *
573  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
574  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
575  * completes.
576  *
577  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
578  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
579  * read-side critical section that would block in a !PREEMPT kernel.
580  * But if you want the full story, read on!
581  *
582  * In non-preemptible RCU implementations (TREE_RCU and TINY_RCU),
583  * it is illegal to block while in an RCU read-side critical section.
584  * In preemptible RCU implementations (PREEMPT_RCU) in CONFIG_PREEMPT
585  * kernel builds, RCU read-side critical sections may be preempted,
586  * but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible RCU
587  * implementations in real-time (with -rt patchset) kernel builds, RCU
588  * read-side critical sections may be preempted and they may also block, but
589  * only when acquiring spinlocks that are subject to priority inheritance.
590  */
591 static inline void rcu_read_lock(void)
592 {
593         __rcu_read_lock();
594         __acquire(RCU);
595         rcu_lock_acquire(&rcu_lock_map);
596         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
597                          "rcu_read_lock() used illegally while idle");
598 }
599
600 /*
601  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
602  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
603  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
604  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
605  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
606  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
607  * others' way, as long as they do so.
608  */
609
610 /**
611  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
612  *
613  * In most situations, rcu_read_unlock() is immune from deadlock.
614  * However, in kernels built with CONFIG_RCU_BOOST, rcu_read_unlock()
615  * is responsible for deboosting, which it does via rt_mutex_unlock().
616  * Unfortunately, this function acquires the scheduler's runqueue and
617  * priority-inheritance spinlocks.  This means that deadlock could result
618  * if the caller of rcu_read_unlock() already holds one of these locks or
619  * any lock that is ever acquired while holding them.
620  *
621  * That said, RCU readers are never priority boosted unless they were
622  * preempted.  Therefore, one way to avoid deadlock is to make sure
623  * that preemption never happens within any RCU read-side critical
624  * section whose outermost rcu_read_unlock() is called with one of
625  * rt_mutex_unlock()'s locks held.  Such preemption can be avoided in
626  * a number of ways, for example, by invoking preempt_disable() before
627  * critical section's outermost rcu_read_lock().
628  *
629  * Given that the set of locks acquired by rt_mutex_unlock() might change
630  * at any time, a somewhat more future-proofed approach is to make sure
631  * that that preemption never happens within any RCU read-side critical
632  * section whose outermost rcu_read_unlock() is called with irqs disabled.
633  * This approach relies on the fact that rt_mutex_unlock() currently only
634  * acquires irq-disabled locks.
635  *
636  * The second of these two approaches is best in most situations,
637  * however, the first approach can also be useful, at least to those
638  * developers willing to keep abreast of the set of locks acquired by
639  * rt_mutex_unlock().
640  *
641  * See rcu_read_lock() for more information.
642  */
643 static inline void rcu_read_unlock(void)
644 {
645         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
646                          "rcu_read_unlock() used illegally while idle");
647         __release(RCU);
648         __rcu_read_unlock();
649         rcu_lock_release(&rcu_lock_map); /* Keep acq info for rls diags. */
650 }
651
652 /**
653  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
654  *
655  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but also disables softirqs.
656  * Note that anything else that disables softirqs can also serve as
657  * an RCU read-side critical section.
658  *
659  * Note that rcu_read_lock_bh() and the matching rcu_read_unlock_bh()
660  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
661  * rcu_read_unlock_bh() from one task if the matching rcu_read_lock_bh()
662  * was invoked from some other task.
663  */
664 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
665 {
666         local_bh_disable();
667         __acquire(RCU_BH);
668         rcu_lock_acquire(&rcu_bh_lock_map);
669         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
670                          "rcu_read_lock_bh() used illegally while idle");
671 }
672
673 /*
674  * rcu_read_unlock_bh - marks the end of a softirq-only RCU critical section
675  *
676  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
677  */
678 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
679 {
680         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
681                          "rcu_read_unlock_bh() used illegally while idle");
682         rcu_lock_release(&rcu_bh_lock_map);
683         __release(RCU_BH);
684         local_bh_enable();
685 }
686
687 /**
688  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
689  *
690  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but disables preemption.
691  * Read-side critical sections can also be introduced by anything else
692  * that disables preemption, including local_irq_disable() and friends.
693  *
694  * Note that rcu_read_lock_sched() and the matching rcu_read_unlock_sched()
695  * must occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
696  * rcu_read_unlock_sched() from process context if the matching
697  * rcu_read_lock_sched() was invoked from an NMI handler.
698  */
699 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
700 {
701         preempt_disable();
702         __acquire(RCU_SCHED);
703         rcu_lock_acquire(&rcu_sched_lock_map);
704         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
705                          "rcu_read_lock_sched() used illegally while idle");
706 }
707
708 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
709 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
710 {
711         preempt_disable_notrace();
712         __acquire(RCU_SCHED);
713 }
714
715 /*
716  * rcu_read_unlock_sched - marks the end of a RCU-classic critical section
717  *
718  * See rcu_read_lock_sched for more information.
719  */
720 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
721 {
722         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(),
723                          "rcu_read_unlock_sched() used illegally while idle");
724         rcu_lock_release(&rcu_sched_lock_map);
725         __release(RCU_SCHED);
726         preempt_enable();
727 }
728
729 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
730 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
731 {
732         __release(RCU_SCHED);
733         preempt_enable_notrace();
734 }
735
736 /**
737  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
738  * @p: The pointer to be initialized.
739  * @v: The value to initialized the pointer to.
740  *
741  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
742  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
743  * special cases are:
744  *
745  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer *or*
746  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
747  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer *or*
748  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
749  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() *and*
750  *
751  *      a.      You have not made *any* reader-visible changes to
752  *              this structure since then *or*
753  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
754  *              new location to see the old state of the structure.  (For
755  *              example, the changes were to statistical counters or to
756  *              other state where exact synchronization is not required.)
757  *
758  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
759  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
760  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
761  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
762  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
763  *
764  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
765  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
766  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
767  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
768  * external-to-structure pointer *after* you have completely initialized
769  * the reader-accessible portions of the linked structure.
770  *
771  * Note that unlike rcu_assign_pointer(), RCU_INIT_POINTER() provides no
772  * ordering guarantees for either the CPU or the compiler.
773  */
774 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
775         do { \
776                 rcu_check_sparse(p, __rcu); \
777                 WRITE_ONCE(p, RCU_INITIALIZER(v)); \
778         } while (0)
779
780 /**
781  * RCU_POINTER_INITIALIZER() - statically initialize an RCU protected pointer
782  * @p: The pointer to be initialized.
783  * @v: The value to initialized the pointer to.
784  *
785  * GCC-style initialization for an RCU-protected pointer in a structure field.
786  */
787 #define RCU_POINTER_INITIALIZER(p, v) \
788                 .p = RCU_INITIALIZER(v)
789
790 /*
791  * Does the specified offset indicate that the corresponding rcu_head
792  * structure can be handled by kfree_rcu()?
793  */
794 #define __is_kfree_rcu_offset(offset) ((offset) < 4096)
795
796 /*
797  * Helper macro for kfree_rcu() to prevent argument-expansion eyestrain.
798  */
799 #define __kfree_rcu(head, offset) \
800         do { \
801                 BUILD_BUG_ON(!__is_kfree_rcu_offset(offset)); \
802                 kfree_call_rcu(head, (rcu_callback_t)(unsigned long)(offset)); \
803         } while (0)
804
805 /**
806  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
807  * @ptr:        pointer to kfree
808  * @rcu_head:   the name of the struct rcu_head within the type of @ptr.
809  *
810  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
811  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
812  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
813  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
814  *
815  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
816  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
817  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
818  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
819  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
820  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
821  * be generated in __kfree_rcu().  If this error is triggered, you can
822  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
823  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
824  *
825  * Note that the allowable offset might decrease in the future, for example,
826  * to allow something like kmem_cache_free_rcu().
827  *
828  * The BUILD_BUG_ON check must not involve any function calls, hence the
829  * checks are done in macros here.
830  */
831 #define kfree_rcu(ptr, rcu_head)                                        \
832         __kfree_rcu(&((ptr)->rcu_head), offsetof(typeof(*(ptr)), rcu_head))
833
834
835 /*
836  * Place this after a lock-acquisition primitive to guarantee that
837  * an UNLOCK+LOCK pair acts as a full barrier.  This guarantee applies
838  * if the UNLOCK and LOCK are executed by the same CPU or if the
839  * UNLOCK and LOCK operate on the same lock variable.
840  */
841 #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE
842 #define smp_mb__after_unlock_lock()     smp_mb()  /* Full ordering for lock. */
843 #else /* #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
844 #define smp_mb__after_unlock_lock()     do { } while (0)
845 #endif /* #else #ifdef CONFIG_ARCH_WEAK_RELEASE_ACQUIRE */
846
847
848 /* Has the specified rcu_head structure been handed to call_rcu()? */
849
850 /**
851  * rcu_head_init - Initialize rcu_head for rcu_head_after_call_rcu()
852  * @rhp: The rcu_head structure to initialize.
853  *
854  * If you intend to invoke rcu_head_after_call_rcu() to test whether a
855  * given rcu_head structure has already been passed to call_rcu(), then
856  * you must also invoke this rcu_head_init() function on it just after
857  * allocating that structure.  Calls to this function must not race with
858  * calls to call_rcu(), rcu_head_after_call_rcu(), or callback invocation.
859  */
860 static inline void rcu_head_init(struct rcu_head *rhp)
861 {
862         rhp->func = (rcu_callback_t)~0L;
863 }
864
865 /**
866  * rcu_head_after_call_rcu - Has this rcu_head been passed to call_rcu()?
867  * @rhp: The rcu_head structure to test.
868  * @f: The function passed to call_rcu() along with @rhp.
869  *
870  * Returns @true if the @rhp has been passed to call_rcu() with @func,
871  * and @false otherwise.  Emits a warning in any other case, including
872  * the case where @rhp has already been invoked after a grace period.
873  * Calls to this function must not race with callback invocation.  One way
874  * to avoid such races is to enclose the call to rcu_head_after_call_rcu()
875  * in an RCU read-side critical section that includes a read-side fetch
876  * of the pointer to the structure containing @rhp.
877  */
878 static inline bool
879 rcu_head_after_call_rcu(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t f)
880 {
881         if (READ_ONCE(rhp->func) == f)
882                 return true;
883         WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rhp->func) != (rcu_callback_t)~0L);
884         return false;
885 }
886
887 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */