rcu: Detect illegal rcu dereference in extended quiescent state
[cascardo/linux.git] / include / linux / rcupdate.h
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2001
19  *
20  * Author: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *
22  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
23  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
24  * Papers:
25  * http://www.rdrop.com/users/paulmck/paper/rclockpdcsproof.pdf
26  * http://lse.sourceforge.net/locking/rclock_OLS.2001.05.01c.sc.pdf (OLS2001)
27  *
28  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
29  *              http://lse.sourceforge.net/locking/rcupdate.html
30  *
31  */
32
33 #ifndef __LINUX_RCUPDATE_H
34 #define __LINUX_RCUPDATE_H
35
36 #include <linux/types.h>
37 #include <linux/cache.h>
38 #include <linux/spinlock.h>
39 #include <linux/threads.h>
40 #include <linux/cpumask.h>
41 #include <linux/seqlock.h>
42 #include <linux/lockdep.h>
43 #include <linux/completion.h>
44 #include <linux/debugobjects.h>
45 #include <linux/compiler.h>
46
47 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST
48 extern int rcutorture_runnable; /* for sysctl */
49 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST */
50
51 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU)
52 extern void rcutorture_record_test_transition(void);
53 extern void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum);
54 extern void do_trace_rcu_torture_read(char *rcutorturename,
55                                       struct rcu_head *rhp);
56 #else
57 static inline void rcutorture_record_test_transition(void)
58 {
59 }
60 static inline void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
61 {
62 }
63 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
64 extern void do_trace_rcu_torture_read(char *rcutorturename,
65                                       struct rcu_head *rhp);
66 #else
67 #define do_trace_rcu_torture_read(rcutorturename, rhp) do { } while (0)
68 #endif
69 #endif
70
71 #define UINT_CMP_GE(a, b)       (UINT_MAX / 2 >= (a) - (b))
72 #define UINT_CMP_LT(a, b)       (UINT_MAX / 2 < (a) - (b))
73 #define ULONG_CMP_GE(a, b)      (ULONG_MAX / 2 >= (a) - (b))
74 #define ULONG_CMP_LT(a, b)      (ULONG_MAX / 2 < (a) - (b))
75
76 /* Exported common interfaces */
77
78 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
79
80 /**
81  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
82  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
83  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
84  *
85  * The callback function will be invoked some time after a full grace
86  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
87  * critical sections have completed.  However, the callback function
88  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
89  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
90  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
91  * and may be nested.
92  */
93 extern void call_rcu(struct rcu_head *head,
94                               void (*func)(struct rcu_head *head));
95
96 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
97
98 /* In classic RCU, call_rcu() is just call_rcu_sched(). */
99 #define call_rcu        call_rcu_sched
100
101 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
102
103 /**
104  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
105  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
106  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
107  *
108  * The callback function will be invoked some time after a full grace
109  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
110  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
111  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
112  * handler. This means that read-side critical sections in process
113  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
114  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
115  * RCU read-side critical sections are delimited by :
116  *  - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context.
117  *  OR
118  *  - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
119  *  These may be nested.
120  */
121 extern void call_rcu_bh(struct rcu_head *head,
122                         void (*func)(struct rcu_head *head));
123
124 /**
125  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
126  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
127  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
128  *
129  * The callback function will be invoked some time after a full grace
130  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
131  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
132  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
133  * or on voluntary preemption.
134  * RCU read-side critical sections are delimited by :
135  *  - rcu_read_lock_sched() and  rcu_read_unlock_sched(),
136  *  OR
137  *  anything that disables preemption.
138  *  These may be nested.
139  */
140 extern void call_rcu_sched(struct rcu_head *head,
141                            void (*func)(struct rcu_head *rcu));
142
143 extern void synchronize_sched(void);
144
145 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
146
147 extern void __rcu_read_lock(void);
148 extern void __rcu_read_unlock(void);
149 void synchronize_rcu(void);
150
151 /*
152  * Defined as a macro as it is a very low level header included from
153  * areas that don't even know about current.  This gives the rcu_read_lock()
154  * nesting depth, but makes sense only if CONFIG_PREEMPT_RCU -- in other
155  * types of kernel builds, the rcu_read_lock() nesting depth is unknowable.
156  */
157 #define rcu_preempt_depth() (current->rcu_read_lock_nesting)
158
159 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
160
161 static inline void __rcu_read_lock(void)
162 {
163         preempt_disable();
164 }
165
166 static inline void __rcu_read_unlock(void)
167 {
168         preempt_enable();
169 }
170
171 static inline void synchronize_rcu(void)
172 {
173         synchronize_sched();
174 }
175
176 static inline int rcu_preempt_depth(void)
177 {
178         return 0;
179 }
180
181 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
182
183 /* Internal to kernel */
184 extern void rcu_sched_qs(int cpu);
185 extern void rcu_bh_qs(int cpu);
186 extern void rcu_check_callbacks(int cpu, int user);
187 struct notifier_block;
188 extern void rcu_idle_enter(void);
189 extern void rcu_idle_exit(void);
190 extern void rcu_irq_enter(void);
191 extern void rcu_irq_exit(void);
192
193 /*
194  * Infrastructure to implement the synchronize_() primitives in
195  * TREE_RCU and rcu_barrier_() primitives in TINY_RCU.
196  */
197
198 typedef void call_rcu_func_t(struct rcu_head *head,
199                              void (*func)(struct rcu_head *head));
200 void wait_rcu_gp(call_rcu_func_t crf);
201
202 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU)
203 #include <linux/rcutree.h>
204 #elif defined(CONFIG_TINY_RCU) || defined(CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU)
205 #include <linux/rcutiny.h>
206 #else
207 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
208 #endif
209
210 /*
211  * init_rcu_head_on_stack()/destroy_rcu_head_on_stack() are needed for dynamic
212  * initialization and destruction of rcu_head on the stack. rcu_head structures
213  * allocated dynamically in the heap or defined statically don't need any
214  * initialization.
215  */
216 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
217 extern void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
218 extern void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head);
219 #else /* !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
220 static inline void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
221 {
222 }
223
224 static inline void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
225 {
226 }
227 #endif  /* #else !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
228
229 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
230
231 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
232 extern int rcu_is_cpu_idle(void);
233 #else /* !CONFIG_PROVE_RCU */
234 static inline int rcu_is_cpu_idle(void)
235 {
236         return 0;
237 }
238 #endif /* else !CONFIG_PROVE_RCU */
239
240 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
241 # define rcu_read_acquire() \
242                 lock_acquire(&rcu_lock_map, 0, 0, 2, 1, NULL, _THIS_IP_)
243 # define rcu_read_release()     lock_release(&rcu_lock_map, 1, _THIS_IP_)
244
245 extern struct lockdep_map rcu_bh_lock_map;
246 # define rcu_read_acquire_bh() \
247                 lock_acquire(&rcu_bh_lock_map, 0, 0, 2, 1, NULL, _THIS_IP_)
248 # define rcu_read_release_bh()  lock_release(&rcu_bh_lock_map, 1, _THIS_IP_)
249
250 extern struct lockdep_map rcu_sched_lock_map;
251 # define rcu_read_acquire_sched() \
252                 lock_acquire(&rcu_sched_lock_map, 0, 0, 2, 1, NULL, _THIS_IP_)
253 # define rcu_read_release_sched() \
254                 lock_release(&rcu_sched_lock_map, 1, _THIS_IP_)
255
256 extern int debug_lockdep_rcu_enabled(void);
257
258 /**
259  * rcu_read_lock_held() - might we be in RCU read-side critical section?
260  *
261  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an RCU
262  * read-side critical section.  In absence of CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC,
263  * this assumes we are in an RCU read-side critical section unless it can
264  * prove otherwise.  This is useful for debug checks in functions that
265  * require that they be called within an RCU read-side critical section.
266  *
267  * Checks debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
268  * and while lockdep is disabled.
269  */
270 static inline int rcu_read_lock_held(void)
271 {
272         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
273                 return 1;
274         if (rcu_is_cpu_idle())
275                 return 0;
276         return lock_is_held(&rcu_lock_map);
277 }
278
279 /*
280  * rcu_read_lock_bh_held() is defined out of line to avoid #include-file
281  * hell.
282  */
283 extern int rcu_read_lock_bh_held(void);
284
285 /**
286  * rcu_read_lock_sched_held() - might we be in RCU-sched read-side critical section?
287  *
288  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an
289  * RCU-sched read-side critical section.  In absence of
290  * CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC, this assumes we are in an RCU-sched read-side
291  * critical section unless it can prove otherwise.  Note that disabling
292  * of preemption (including disabling irqs) counts as an RCU-sched
293  * read-side critical section.  This is useful for debug checks in functions
294  * that required that they be called within an RCU-sched read-side
295  * critical section.
296  *
297  * Check debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
298  * and while lockdep is disabled.
299  *
300  * Note that if the CPU is in the idle loop from an RCU point of
301  * view (ie: that we are in the section between rcu_idle_enter() and
302  * rcu_idle_exit()) then rcu_read_lock_held() returns false even if the CPU
303  * did an rcu_read_lock().  The reason for this is that RCU ignores CPUs
304  * that are in such a section, considering these as in extended quiescent
305  * state, so such a CPU is effectively never in an RCU read-side critical
306  * section regardless of what RCU primitives it invokes.  This state of
307  * affairs is required --- we need to keep an RCU-free window in idle
308  * where the CPU may possibly enter into low power mode. This way we can
309  * notice an extended quiescent state to other CPUs that started a grace
310  * period. Otherwise we would delay any grace period as long as we run in
311  * the idle task.
312  */
313 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
314 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
315 {
316         int lockdep_opinion = 0;
317
318         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
319                 return 1;
320         if (rcu_is_cpu_idle())
321                 return 0;
322         if (debug_locks)
323                 lockdep_opinion = lock_is_held(&rcu_sched_lock_map);
324         return lockdep_opinion || preempt_count() != 0 || irqs_disabled();
325 }
326 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
327 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
328 {
329         return 1;
330 }
331 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
332
333 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
334
335 # define rcu_read_acquire()             do { } while (0)
336 # define rcu_read_release()             do { } while (0)
337 # define rcu_read_acquire_bh()          do { } while (0)
338 # define rcu_read_release_bh()          do { } while (0)
339 # define rcu_read_acquire_sched()       do { } while (0)
340 # define rcu_read_release_sched()       do { } while (0)
341
342 static inline int rcu_read_lock_held(void)
343 {
344         return 1;
345 }
346
347 static inline int rcu_read_lock_bh_held(void)
348 {
349         return 1;
350 }
351
352 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
353 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
354 {
355         return preempt_count() != 0 || irqs_disabled();
356 }
357 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
358 static inline int rcu_read_lock_sched_held(void)
359 {
360         return 1;
361 }
362 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT */
363
364 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
365
366 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
367
368 extern int rcu_my_thread_group_empty(void);
369
370 /**
371  * rcu_lockdep_assert - emit lockdep splat if specified condition not met
372  * @c: condition to check
373  * @s: informative message
374  */
375 #define rcu_lockdep_assert(c, s)                                        \
376         do {                                                            \
377                 static bool __warned;                                   \
378                 if (debug_lockdep_rcu_enabled() && !__warned && !(c)) { \
379                         __warned = true;                                \
380                         lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__, s);  \
381                 }                                                       \
382         } while (0)
383
384 #define rcu_sleep_check()                                               \
385         do {                                                            \
386                 rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),     \
387                                    "Illegal context switch in RCU-bh"   \
388                                    " read-side critical section");      \
389                 rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),  \
390                                    "Illegal context switch in RCU-sched"\
391                                    " read-side critical section");      \
392         } while (0)
393
394 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
395
396 #define rcu_lockdep_assert(c, s) do { } while (0)
397 #define rcu_sleep_check() do { } while (0)
398
399 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
400
401 /*
402  * Helper functions for rcu_dereference_check(), rcu_dereference_protected()
403  * and rcu_assign_pointer().  Some of these could be folded into their
404  * callers, but they are left separate in order to ease introduction of
405  * multiple flavors of pointers to match the multiple flavors of RCU
406  * (e.g., __rcu_bh, * __rcu_sched, and __srcu), should this make sense in
407  * the future.
408  */
409
410 #ifdef __CHECKER__
411 #define rcu_dereference_sparse(p, space) \
412         ((void)(((typeof(*p) space *)p) == p))
413 #else /* #ifdef __CHECKER__ */
414 #define rcu_dereference_sparse(p, space)
415 #endif /* #else #ifdef __CHECKER__ */
416
417 #define __rcu_access_pointer(p, space) \
418         ({ \
419                 typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p)*__force )ACCESS_ONCE(p); \
420                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
421                 ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
422         })
423 #define __rcu_dereference_check(p, c, space) \
424         ({ \
425                 typeof(*p) *_________p1 = (typeof(*p)*__force )ACCESS_ONCE(p); \
426                 rcu_lockdep_assert(c, "suspicious rcu_dereference_check()" \
427                                       " usage"); \
428                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
429                 smp_read_barrier_depends(); \
430                 ((typeof(*p) __force __kernel *)(_________p1)); \
431         })
432 #define __rcu_dereference_protected(p, c, space) \
433         ({ \
434                 rcu_lockdep_assert(c, "suspicious rcu_dereference_protected()" \
435                                       " usage"); \
436                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
437                 ((typeof(*p) __force __kernel *)(p)); \
438         })
439
440 #define __rcu_access_index(p, space) \
441         ({ \
442                 typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
443                 rcu_dereference_sparse(p, space); \
444                 (_________p1); \
445         })
446 #define __rcu_dereference_index_check(p, c) \
447         ({ \
448                 typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
449                 rcu_lockdep_assert(c, \
450                                    "suspicious rcu_dereference_index_check()" \
451                                    " usage"); \
452                 smp_read_barrier_depends(); \
453                 (_________p1); \
454         })
455 #define __rcu_assign_pointer(p, v, space) \
456         ({ \
457                 smp_wmb(); \
458                 (p) = (typeof(*v) __force space *)(v); \
459         })
460
461
462 /**
463  * rcu_access_pointer() - fetch RCU pointer with no dereferencing
464  * @p: The pointer to read
465  *
466  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit the
467  * smp_read_barrier_depends() and keep the ACCESS_ONCE().  This is useful
468  * when the value of this pointer is accessed, but the pointer is not
469  * dereferenced, for example, when testing an RCU-protected pointer against
470  * NULL.  Although rcu_access_pointer() may also be used in cases where
471  * update-side locks prevent the value of the pointer from changing, you
472  * should instead use rcu_dereference_protected() for this use case.
473  */
474 #define rcu_access_pointer(p) __rcu_access_pointer((p), __rcu)
475
476 /**
477  * rcu_dereference_check() - rcu_dereference with debug checking
478  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
479  * @c: The conditions under which the dereference will take place
480  *
481  * Do an rcu_dereference(), but check that the conditions under which the
482  * dereference will take place are correct.  Typically the conditions
483  * indicate the various locking conditions that should be held at that
484  * point.  The check should return true if the conditions are satisfied.
485  * An implicit check for being in an RCU read-side critical section
486  * (rcu_read_lock()) is included.
487  *
488  * For example:
489  *
490  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock));
491  *
492  * could be used to indicate to lockdep that foo->bar may only be dereferenced
493  * if either rcu_read_lock() is held, or that the lock required to replace
494  * the bar struct at foo->bar is held.
495  *
496  * Note that the list of conditions may also include indications of when a lock
497  * need not be held, for example during initialisation or destruction of the
498  * target struct:
499  *
500  *      bar = rcu_dereference_check(foo->bar, lockdep_is_held(&foo->lock) ||
501  *                                            atomic_read(&foo->usage) == 0);
502  *
503  * Inserts memory barriers on architectures that require them
504  * (currently only the Alpha), prevents the compiler from refetching
505  * (and from merging fetches), and, more importantly, documents exactly
506  * which pointers are protected by RCU and checks that the pointer is
507  * annotated as __rcu.
508  */
509 #define rcu_dereference_check(p, c) \
510         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_held() || (c), __rcu)
511
512 /**
513  * rcu_dereference_bh_check() - rcu_dereference_bh with debug checking
514  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
515  * @c: The conditions under which the dereference will take place
516  *
517  * This is the RCU-bh counterpart to rcu_dereference_check().
518  */
519 #define rcu_dereference_bh_check(p, c) \
520         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_bh_held() || (c), __rcu)
521
522 /**
523  * rcu_dereference_sched_check() - rcu_dereference_sched with debug checking
524  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
525  * @c: The conditions under which the dereference will take place
526  *
527  * This is the RCU-sched counterpart to rcu_dereference_check().
528  */
529 #define rcu_dereference_sched_check(p, c) \
530         __rcu_dereference_check((p), rcu_read_lock_sched_held() || (c), \
531                                 __rcu)
532
533 #define rcu_dereference_raw(p) rcu_dereference_check(p, 1) /*@@@ needed? @@@*/
534
535 /**
536  * rcu_access_index() - fetch RCU index with no dereferencing
537  * @p: The index to read
538  *
539  * Return the value of the specified RCU-protected index, but omit the
540  * smp_read_barrier_depends() and keep the ACCESS_ONCE().  This is useful
541  * when the value of this index is accessed, but the index is not
542  * dereferenced, for example, when testing an RCU-protected index against
543  * -1.  Although rcu_access_index() may also be used in cases where
544  * update-side locks prevent the value of the index from changing, you
545  * should instead use rcu_dereference_index_protected() for this use case.
546  */
547 #define rcu_access_index(p) __rcu_access_index((p), __rcu)
548
549 /**
550  * rcu_dereference_index_check() - rcu_dereference for indices with debug checking
551  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
552  * @c: The conditions under which the dereference will take place
553  *
554  * Similar to rcu_dereference_check(), but omits the sparse checking.
555  * This allows rcu_dereference_index_check() to be used on integers,
556  * which can then be used as array indices.  Attempting to use
557  * rcu_dereference_check() on an integer will give compiler warnings
558  * because the sparse address-space mechanism relies on dereferencing
559  * the RCU-protected pointer.  Dereferencing integers is not something
560  * that even gcc will put up with.
561  *
562  * Note that this function does not implicitly check for RCU read-side
563  * critical sections.  If this function gains lots of uses, it might
564  * make sense to provide versions for each flavor of RCU, but it does
565  * not make sense as of early 2010.
566  */
567 #define rcu_dereference_index_check(p, c) \
568         __rcu_dereference_index_check((p), (c))
569
570 /**
571  * rcu_dereference_protected() - fetch RCU pointer when updates prevented
572  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
573  * @c: The conditions under which the dereference will take place
574  *
575  * Return the value of the specified RCU-protected pointer, but omit
576  * both the smp_read_barrier_depends() and the ACCESS_ONCE().  This
577  * is useful in cases where update-side locks prevent the value of the
578  * pointer from changing.  Please note that this primitive does -not-
579  * prevent the compiler from repeating this reference or combining it
580  * with other references, so it should not be used without protection
581  * of appropriate locks.
582  *
583  * This function is only for update-side use.  Using this function
584  * when protected only by rcu_read_lock() will result in infrequent
585  * but very ugly failures.
586  */
587 #define rcu_dereference_protected(p, c) \
588         __rcu_dereference_protected((p), (c), __rcu)
589
590
591 /**
592  * rcu_dereference() - fetch RCU-protected pointer for dereferencing
593  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
594  *
595  * This is a simple wrapper around rcu_dereference_check().
596  */
597 #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check(p, 0)
598
599 /**
600  * rcu_dereference_bh() - fetch an RCU-bh-protected pointer for dereferencing
601  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
602  *
603  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
604  */
605 #define rcu_dereference_bh(p) rcu_dereference_bh_check(p, 0)
606
607 /**
608  * rcu_dereference_sched() - fetch RCU-sched-protected pointer for dereferencing
609  * @p: The pointer to read, prior to dereferencing
610  *
611  * Makes rcu_dereference_check() do the dirty work.
612  */
613 #define rcu_dereference_sched(p) rcu_dereference_sched_check(p, 0)
614
615 /**
616  * rcu_read_lock() - mark the beginning of an RCU read-side critical section
617  *
618  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
619  * are within RCU read-side critical sections, then the
620  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
621  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
622  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
623  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
624  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
625  *
626  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
627  * with new RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
628  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
629  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
630  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
631  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
632  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
633  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
634  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
635  * callback would free up) has completed before the corresponding
636  * RCU callback is invoked.
637  *
638  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
639  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
640  * completes.
641  *
642  * You can avoid reading and understanding the next paragraph by
643  * following this rule: don't put anything in an rcu_read_lock() RCU
644  * read-side critical section that would block in a !PREEMPT kernel.
645  * But if you want the full story, read on!
646  *
647  * In non-preemptible RCU implementations (TREE_RCU and TINY_RCU), it
648  * is illegal to block while in an RCU read-side critical section.  In
649  * preemptible RCU implementations (TREE_PREEMPT_RCU and TINY_PREEMPT_RCU)
650  * in CONFIG_PREEMPT kernel builds, RCU read-side critical sections may
651  * be preempted, but explicit blocking is illegal.  Finally, in preemptible
652  * RCU implementations in real-time (CONFIG_PREEMPT_RT) kernel builds,
653  * RCU read-side critical sections may be preempted and they may also
654  * block, but only when acquiring spinlocks that are subject to priority
655  * inheritance.
656  */
657 static inline void rcu_read_lock(void)
658 {
659         __rcu_read_lock();
660         __acquire(RCU);
661         rcu_read_acquire();
662 }
663
664 /*
665  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
666  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
667  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
668  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
669  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
670  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
671  * others' way, as long as they do so.
672  */
673
674 /**
675  * rcu_read_unlock() - marks the end of an RCU read-side critical section.
676  *
677  * See rcu_read_lock() for more information.
678  */
679 static inline void rcu_read_unlock(void)
680 {
681         rcu_read_release();
682         __release(RCU);
683         __rcu_read_unlock();
684 }
685
686 /**
687  * rcu_read_lock_bh() - mark the beginning of an RCU-bh critical section
688  *
689  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
690  * are being done using call_rcu_bh() or synchronize_rcu_bh(). Since
691  * both call_rcu_bh() and synchronize_rcu_bh() consider completion of a
692  * softirq handler to be a quiescent state, a process in RCU read-side
693  * critical section must be protected by disabling softirqs. Read-side
694  * critical sections in interrupt context can use just rcu_read_lock(),
695  * though this should at least be commented to avoid confusing people
696  * reading the code.
697  */
698 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
699 {
700         local_bh_disable();
701         __acquire(RCU_BH);
702         rcu_read_acquire_bh();
703 }
704
705 /*
706  * rcu_read_unlock_bh - marks the end of a softirq-only RCU critical section
707  *
708  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
709  */
710 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
711 {
712         rcu_read_release_bh();
713         __release(RCU_BH);
714         local_bh_enable();
715 }
716
717 /**
718  * rcu_read_lock_sched() - mark the beginning of a RCU-sched critical section
719  *
720  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
721  * are being done using call_rcu_sched() or synchronize_rcu_sched().
722  * Read-side critical sections can also be introduced by anything that
723  * disables preemption, including local_irq_disable() and friends.
724  */
725 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
726 {
727         preempt_disable();
728         __acquire(RCU_SCHED);
729         rcu_read_acquire_sched();
730 }
731
732 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
733 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
734 {
735         preempt_disable_notrace();
736         __acquire(RCU_SCHED);
737 }
738
739 /*
740  * rcu_read_unlock_sched - marks the end of a RCU-classic critical section
741  *
742  * See rcu_read_lock_sched for more information.
743  */
744 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
745 {
746         rcu_read_release_sched();
747         __release(RCU_SCHED);
748         preempt_enable();
749 }
750
751 /* Used by lockdep and tracing: cannot be traced, cannot call lockdep. */
752 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
753 {
754         __release(RCU_SCHED);
755         preempt_enable_notrace();
756 }
757
758 /**
759  * rcu_assign_pointer() - assign to RCU-protected pointer
760  * @p: pointer to assign to
761  * @v: value to assign (publish)
762  *
763  * Assigns the specified value to the specified RCU-protected
764  * pointer, ensuring that any concurrent RCU readers will see
765  * any prior initialization.  Returns the value assigned.
766  *
767  * Inserts memory barriers on architectures that require them
768  * (which is most of them), and also prevents the compiler from
769  * reordering the code that initializes the structure after the pointer
770  * assignment.  More importantly, this call documents which pointers
771  * will be dereferenced by RCU read-side code.
772  *
773  * In some special cases, you may use RCU_INIT_POINTER() instead
774  * of rcu_assign_pointer().  RCU_INIT_POINTER() is a bit faster due
775  * to the fact that it does not constrain either the CPU or the compiler.
776  * That said, using RCU_INIT_POINTER() when you should have used
777  * rcu_assign_pointer() is a very bad thing that results in
778  * impossible-to-diagnose memory corruption.  So please be careful.
779  * See the RCU_INIT_POINTER() comment header for details.
780  */
781 #define rcu_assign_pointer(p, v) \
782         __rcu_assign_pointer((p), (v), __rcu)
783
784 /**
785  * RCU_INIT_POINTER() - initialize an RCU protected pointer
786  *
787  * Initialize an RCU-protected pointer in special cases where readers
788  * do not need ordering constraints on the CPU or the compiler.  These
789  * special cases are:
790  *
791  * 1.   This use of RCU_INIT_POINTER() is NULLing out the pointer -or-
792  * 2.   The caller has taken whatever steps are required to prevent
793  *      RCU readers from concurrently accessing this pointer -or-
794  * 3.   The referenced data structure has already been exposed to
795  *      readers either at compile time or via rcu_assign_pointer() -and-
796  *      a.      You have not made -any- reader-visible changes to
797  *              this structure since then -or-
798  *      b.      It is OK for readers accessing this structure from its
799  *              new location to see the old state of the structure.  (For
800  *              example, the changes were to statistical counters or to
801  *              other state where exact synchronization is not required.)
802  *
803  * Failure to follow these rules governing use of RCU_INIT_POINTER() will
804  * result in impossible-to-diagnose memory corruption.  As in the structures
805  * will look OK in crash dumps, but any concurrent RCU readers might
806  * see pre-initialized values of the referenced data structure.  So
807  * please be very careful how you use RCU_INIT_POINTER()!!!
808  *
809  * If you are creating an RCU-protected linked structure that is accessed
810  * by a single external-to-structure RCU-protected pointer, then you may
811  * use RCU_INIT_POINTER() to initialize the internal RCU-protected
812  * pointers, but you must use rcu_assign_pointer() to initialize the
813  * external-to-structure pointer -after- you have completely initialized
814  * the reader-accessible portions of the linked structure.
815  */
816 #define RCU_INIT_POINTER(p, v) \
817                 p = (typeof(*v) __force __rcu *)(v)
818
819 static __always_inline bool __is_kfree_rcu_offset(unsigned long offset)
820 {
821         return offset < 4096;
822 }
823
824 static __always_inline
825 void __kfree_rcu(struct rcu_head *head, unsigned long offset)
826 {
827         typedef void (*rcu_callback)(struct rcu_head *);
828
829         BUILD_BUG_ON(!__builtin_constant_p(offset));
830
831         /* See the kfree_rcu() header comment. */
832         BUILD_BUG_ON(!__is_kfree_rcu_offset(offset));
833
834         call_rcu(head, (rcu_callback)offset);
835 }
836
837 /**
838  * kfree_rcu() - kfree an object after a grace period.
839  * @ptr:        pointer to kfree
840  * @rcu_head:   the name of the struct rcu_head within the type of @ptr.
841  *
842  * Many rcu callbacks functions just call kfree() on the base structure.
843  * These functions are trivial, but their size adds up, and furthermore
844  * when they are used in a kernel module, that module must invoke the
845  * high-latency rcu_barrier() function at module-unload time.
846  *
847  * The kfree_rcu() function handles this issue.  Rather than encoding a
848  * function address in the embedded rcu_head structure, kfree_rcu() instead
849  * encodes the offset of the rcu_head structure within the base structure.
850  * Because the functions are not allowed in the low-order 4096 bytes of
851  * kernel virtual memory, offsets up to 4095 bytes can be accommodated.
852  * If the offset is larger than 4095 bytes, a compile-time error will
853  * be generated in __kfree_rcu().  If this error is triggered, you can
854  * either fall back to use of call_rcu() or rearrange the structure to
855  * position the rcu_head structure into the first 4096 bytes.
856  *
857  * Note that the allowable offset might decrease in the future, for example,
858  * to allow something like kmem_cache_free_rcu().
859  */
860 #define kfree_rcu(ptr, rcu_head)                                        \
861         __kfree_rcu(&((ptr)->rcu_head), offsetof(typeof(*(ptr)), rcu_head))
862
863 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */