8b4422c558daaae09574e5563bf467a79821712c
[safe/jmp/linux-2.6] / 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/cache.h>
37 #include <linux/spinlock.h>
38 #include <linux/threads.h>
39 #include <linux/cpumask.h>
40 #include <linux/seqlock.h>
41 #include <linux/lockdep.h>
42 #include <linux/completion.h>
43
44 /**
45  * struct rcu_head - callback structure for use with RCU
46  * @next: next update requests in a list
47  * @func: actual update function to call after the grace period.
48  */
49 struct rcu_head {
50         struct rcu_head *next;
51         void (*func)(struct rcu_head *head);
52 };
53
54 /* Exported common interfaces */
55 extern void synchronize_rcu(void);
56 extern void synchronize_rcu_bh(void);
57 extern void rcu_barrier(void);
58 extern void rcu_barrier_bh(void);
59 extern void rcu_barrier_sched(void);
60 extern void synchronize_sched_expedited(void);
61 extern int sched_expedited_torture_stats(char *page);
62
63 /* Internal to kernel */
64 extern void rcu_init(void);
65 extern void rcu_scheduler_starting(void);
66 extern int rcu_needs_cpu(int cpu);
67 extern int rcu_scheduler_active;
68
69 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU)
70 #include <linux/rcutree.h>
71 #else
72 #error "Unknown RCU implementation specified to kernel configuration"
73 #endif
74
75 #define RCU_HEAD_INIT   { .next = NULL, .func = NULL }
76 #define RCU_HEAD(head) struct rcu_head head = RCU_HEAD_INIT
77 #define INIT_RCU_HEAD(ptr) do { \
78        (ptr)->next = NULL; (ptr)->func = NULL; \
79 } while (0)
80
81 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
82 extern struct lockdep_map rcu_lock_map;
83 # define rcu_read_acquire()     \
84                         lock_acquire(&rcu_lock_map, 0, 0, 2, 1, NULL, _THIS_IP_)
85 # define rcu_read_release()     lock_release(&rcu_lock_map, 1, _THIS_IP_)
86 #else
87 # define rcu_read_acquire()     do { } while (0)
88 # define rcu_read_release()     do { } while (0)
89 #endif
90
91 /**
92  * rcu_read_lock - mark the beginning of an RCU read-side critical section.
93  *
94  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
95  * are within RCU read-side critical sections, then the
96  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
97  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
98  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
99  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
100  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
101  *
102  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
103  * with RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
104  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
105  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
106  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
107  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
108  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
109  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
110  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
111  * callback would free up) has completed before the corresponding
112  * RCU callback is invoked.
113  *
114  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
115  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
116  * completes.
117  *
118  * It is illegal to block while in an RCU read-side critical section.
119  */
120 static inline void rcu_read_lock(void)
121 {
122         __rcu_read_lock();
123         __acquire(RCU);
124         rcu_read_acquire();
125 }
126
127 /**
128  * rcu_read_unlock - marks the end of an RCU read-side critical section.
129  *
130  * See rcu_read_lock() for more information.
131  */
132
133 /*
134  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
135  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
136  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
137  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
138  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
139  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
140  * others' way, as long as they do so.
141  */
142 static inline void rcu_read_unlock(void)
143 {
144         rcu_read_release();
145         __release(RCU);
146         __rcu_read_unlock();
147 }
148
149 /**
150  * rcu_read_lock_bh - mark the beginning of a softirq-only RCU critical section
151  *
152  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
153  * are being done using call_rcu_bh(). Since call_rcu_bh() callbacks
154  * consider completion of a softirq handler to be a quiescent state,
155  * a process in RCU read-side critical section must be protected by
156  * disabling softirqs. Read-side critical sections in interrupt context
157  * can use just rcu_read_lock().
158  *
159  */
160 static inline void rcu_read_lock_bh(void)
161 {
162         __rcu_read_lock_bh();
163         __acquire(RCU_BH);
164         rcu_read_acquire();
165 }
166
167 /*
168  * rcu_read_unlock_bh - marks the end of a softirq-only RCU critical section
169  *
170  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
171  */
172 static inline void rcu_read_unlock_bh(void)
173 {
174         rcu_read_release();
175         __release(RCU_BH);
176         __rcu_read_unlock_bh();
177 }
178
179 /**
180  * rcu_read_lock_sched - mark the beginning of a RCU-classic critical section
181  *
182  * Should be used with either
183  * - synchronize_sched()
184  * or
185  * - call_rcu_sched() and rcu_barrier_sched()
186  * on the write-side to insure proper synchronization.
187  */
188 static inline void rcu_read_lock_sched(void)
189 {
190         preempt_disable();
191         __acquire(RCU_SCHED);
192         rcu_read_acquire();
193 }
194 static inline notrace void rcu_read_lock_sched_notrace(void)
195 {
196         preempt_disable_notrace();
197         __acquire(RCU_SCHED);
198         rcu_read_acquire();
199 }
200
201 /*
202  * rcu_read_unlock_sched - marks the end of a RCU-classic critical section
203  *
204  * See rcu_read_lock_sched for more information.
205  */
206 static inline void rcu_read_unlock_sched(void)
207 {
208         rcu_read_release();
209         __release(RCU_SCHED);
210         preempt_enable();
211 }
212 static inline notrace void rcu_read_unlock_sched_notrace(void)
213 {
214         rcu_read_release();
215         __release(RCU_SCHED);
216         preempt_enable_notrace();
217 }
218
219
220 /**
221  * rcu_dereference - fetch an RCU-protected pointer in an
222  * RCU read-side critical section.  This pointer may later
223  * be safely dereferenced.
224  *
225  * Inserts memory barriers on architectures that require them
226  * (currently only the Alpha), and, more importantly, documents
227  * exactly which pointers are protected by RCU.
228  */
229
230 #define rcu_dereference(p)     ({ \
231                                 typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
232                                 smp_read_barrier_depends(); \
233                                 (_________p1); \
234                                 })
235
236 /**
237  * rcu_assign_pointer - assign (publicize) a pointer to a newly
238  * initialized structure that will be dereferenced by RCU read-side
239  * critical sections.  Returns the value assigned.
240  *
241  * Inserts memory barriers on architectures that require them
242  * (pretty much all of them other than x86), and also prevents
243  * the compiler from reordering the code that initializes the
244  * structure after the pointer assignment.  More importantly, this
245  * call documents which pointers will be dereferenced by RCU read-side
246  * code.
247  */
248
249 #define rcu_assign_pointer(p, v) \
250         ({ \
251                 if (!__builtin_constant_p(v) || \
252                     ((v) != NULL)) \
253                         smp_wmb(); \
254                 (p) = (v); \
255         })
256
257 /* Infrastructure to implement the synchronize_() primitives. */
258
259 struct rcu_synchronize {
260         struct rcu_head head;
261         struct completion completion;
262 };
263
264 extern void wakeme_after_rcu(struct rcu_head  *head);
265
266 /**
267  * synchronize_sched - block until all CPUs have exited any non-preemptive
268  * kernel code sequences.
269  *
270  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
271  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
272  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
273  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
274  * handlers can run in process context, and can block.
275  *
276  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
277  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
278  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
279  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
280  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
281  */
282 #define synchronize_sched() __synchronize_sched()
283
284 /**
285  * call_rcu - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
286  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
287  * @func: actual update function to be invoked after the grace period
288  *
289  * The update function will be invoked some time after a full grace
290  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
291  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
292  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
293  * and may be nested.
294  */
295 extern void call_rcu(struct rcu_head *head,
296                               void (*func)(struct rcu_head *head));
297
298 /**
299  * call_rcu_bh - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
300  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
301  * @func: actual update function to be invoked after the grace period
302  *
303  * The update function will be invoked some time after a full grace
304  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
305  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
306  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
307  * handler. This means that read-side critical sections in process
308  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
309  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
310  * RCU read-side critical sections are delimited by :
311  *  - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context.
312  *  OR
313  *  - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
314  *  These may be nested.
315  */
316 extern void call_rcu_bh(struct rcu_head *head,
317                         void (*func)(struct rcu_head *head));
318
319 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */