[PATCH] rcu batch tuning
[linux-2.6.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 (C) IBM Corporation, 2001
19  *
20  * Author: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  * 
22  * Based on the original work by Paul McKenney <paul.mckenney@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 #ifdef __KERNEL__
37
38 #include <linux/cache.h>
39 #include <linux/spinlock.h>
40 #include <linux/threads.h>
41 #include <linux/percpu.h>
42 #include <linux/cpumask.h>
43 #include <linux/seqlock.h>
44
45 /**
46  * struct rcu_head - callback structure for use with RCU
47  * @next: next update requests in a list
48  * @func: actual update function to call after the grace period.
49  */
50 struct rcu_head {
51         struct rcu_head *next;
52         void (*func)(struct rcu_head *head);
53 };
54
55 #define RCU_HEAD_INIT   { .next = NULL, .func = NULL }
56 #define RCU_HEAD(head) struct rcu_head head = RCU_HEAD_INIT
57 #define INIT_RCU_HEAD(ptr) do { \
58        (ptr)->next = NULL; (ptr)->func = NULL; \
59 } while (0)
60
61
62
63 /* Global control variables for rcupdate callback mechanism. */
64 struct rcu_ctrlblk {
65         long    cur;            /* Current batch number.                      */
66         long    completed;      /* Number of the last completed batch         */
67         int     next_pending;   /* Is the next batch already waiting?         */
68
69         spinlock_t      lock    ____cacheline_internodealigned_in_smp;
70         cpumask_t       cpumask; /* CPUs that need to switch in order    */
71                                  /* for current batch to proceed.        */
72 } ____cacheline_internodealigned_in_smp;
73
74 /* Is batch a before batch b ? */
75 static inline int rcu_batch_before(long a, long b)
76 {
77         return (a - b) < 0;
78 }
79
80 /* Is batch a after batch b ? */
81 static inline int rcu_batch_after(long a, long b)
82 {
83         return (a - b) > 0;
84 }
85
86 /*
87  * Per-CPU data for Read-Copy UPdate.
88  * nxtlist - new callbacks are added here
89  * curlist - current batch for which quiescent cycle started if any
90  */
91 struct rcu_data {
92         /* 1) quiescent state handling : */
93         long            quiescbatch;     /* Batch # for grace period */
94         int             passed_quiesc;   /* User-mode/idle loop etc. */
95         int             qs_pending;      /* core waits for quiesc state */
96
97         /* 2) batch handling */
98         long            batch;           /* Batch # for current RCU batch */
99         struct rcu_head *nxtlist;
100         struct rcu_head **nxttail;
101         long            qlen;            /* # of queued callbacks */
102         struct rcu_head *curlist;
103         struct rcu_head **curtail;
104         struct rcu_head *donelist;
105         struct rcu_head **donetail;
106         long            blimit;          /* Upper limit on a processed batch */
107         int cpu;
108         struct rcu_head barrier;
109 #ifdef CONFIG_SMP
110         long            last_rs_qlen;    /* qlen during the last resched */
111 #endif
112 };
113
114 DECLARE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_data);
115 DECLARE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
116 extern struct rcu_ctrlblk rcu_ctrlblk;
117 extern struct rcu_ctrlblk rcu_bh_ctrlblk;
118
119 /*
120  * Increment the quiescent state counter.
121  * The counter is a bit degenerated: We do not need to know
122  * how many quiescent states passed, just if there was at least
123  * one since the start of the grace period. Thus just a flag.
124  */
125 static inline void rcu_qsctr_inc(int cpu)
126 {
127         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_data, cpu);
128         rdp->passed_quiesc = 1;
129 }
130 static inline void rcu_bh_qsctr_inc(int cpu)
131 {
132         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
133         rdp->passed_quiesc = 1;
134 }
135
136 extern int rcu_pending(int cpu);
137
138 /**
139  * rcu_read_lock - mark the beginning of an RCU read-side critical section.
140  *
141  * When synchronize_rcu() is invoked on one CPU while other CPUs
142  * are within RCU read-side critical sections, then the
143  * synchronize_rcu() is guaranteed to block until after all the other
144  * CPUs exit their critical sections.  Similarly, if call_rcu() is invoked
145  * on one CPU while other CPUs are within RCU read-side critical
146  * sections, invocation of the corresponding RCU callback is deferred
147  * until after the all the other CPUs exit their critical sections.
148  *
149  * Note, however, that RCU callbacks are permitted to run concurrently
150  * with RCU read-side critical sections.  One way that this can happen
151  * is via the following sequence of events: (1) CPU 0 enters an RCU
152  * read-side critical section, (2) CPU 1 invokes call_rcu() to register
153  * an RCU callback, (3) CPU 0 exits the RCU read-side critical section,
154  * (4) CPU 2 enters a RCU read-side critical section, (5) the RCU
155  * callback is invoked.  This is legal, because the RCU read-side critical
156  * section that was running concurrently with the call_rcu() (and which
157  * therefore might be referencing something that the corresponding RCU
158  * callback would free up) has completed before the corresponding
159  * RCU callback is invoked.
160  *
161  * RCU read-side critical sections may be nested.  Any deferred actions
162  * will be deferred until the outermost RCU read-side critical section
163  * completes.
164  *
165  * It is illegal to block while in an RCU read-side critical section.
166  */
167 #define rcu_read_lock()         preempt_disable()
168
169 /**
170  * rcu_read_unlock - marks the end of an RCU read-side critical section.
171  *
172  * See rcu_read_lock() for more information.
173  */
174 #define rcu_read_unlock()       preempt_enable()
175
176 /*
177  * So where is rcu_write_lock()?  It does not exist, as there is no
178  * way for writers to lock out RCU readers.  This is a feature, not
179  * a bug -- this property is what provides RCU's performance benefits.
180  * Of course, writers must coordinate with each other.  The normal
181  * spinlock primitives work well for this, but any other technique may be
182  * used as well.  RCU does not care how the writers keep out of each
183  * others' way, as long as they do so.
184  */
185
186 /**
187  * rcu_read_lock_bh - mark the beginning of a softirq-only RCU critical section
188  *
189  * This is equivalent of rcu_read_lock(), but to be used when updates
190  * are being done using call_rcu_bh(). Since call_rcu_bh() callbacks
191  * consider completion of a softirq handler to be a quiescent state,
192  * a process in RCU read-side critical section must be protected by
193  * disabling softirqs. Read-side critical sections in interrupt context
194  * can use just rcu_read_lock().
195  *
196  */
197 #define rcu_read_lock_bh()      local_bh_disable()
198
199 /*
200  * rcu_read_unlock_bh - marks the end of a softirq-only RCU critical section
201  *
202  * See rcu_read_lock_bh() for more information.
203  */
204 #define rcu_read_unlock_bh()    local_bh_enable()
205
206 /**
207  * rcu_dereference - fetch an RCU-protected pointer in an
208  * RCU read-side critical section.  This pointer may later
209  * be safely dereferenced.
210  *
211  * Inserts memory barriers on architectures that require them
212  * (currently only the Alpha), and, more importantly, documents
213  * exactly which pointers are protected by RCU.
214  */
215
216 #define rcu_dereference(p)     ({ \
217                                 typeof(p) _________p1 = p; \
218                                 smp_read_barrier_depends(); \
219                                 (_________p1); \
220                                 })
221
222 /**
223  * rcu_assign_pointer - assign (publicize) a pointer to a newly
224  * initialized structure that will be dereferenced by RCU read-side
225  * critical sections.  Returns the value assigned.
226  *
227  * Inserts memory barriers on architectures that require them
228  * (pretty much all of them other than x86), and also prevents
229  * the compiler from reordering the code that initializes the
230  * structure after the pointer assignment.  More importantly, this
231  * call documents which pointers will be dereferenced by RCU read-side
232  * code.
233  */
234
235 #define rcu_assign_pointer(p, v)        ({ \
236                                                 smp_wmb(); \
237                                                 (p) = (v); \
238                                         })
239
240 /**
241  * synchronize_sched - block until all CPUs have exited any non-preemptive
242  * kernel code sequences.
243  *
244  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
245  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
246  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
247  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
248  * handlers can run in process context, and can block.
249  *
250  * This primitive provides the guarantees made by the (deprecated)
251  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
252  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
253  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
254  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
255  */
256 #define synchronize_sched() synchronize_rcu()
257
258 extern void rcu_init(void);
259 extern void rcu_check_callbacks(int cpu, int user);
260 extern void rcu_restart_cpu(int cpu);
261 extern long rcu_batches_completed(void);
262
263 /* Exported interfaces */
264 extern void FASTCALL(call_rcu(struct rcu_head *head, 
265                                 void (*func)(struct rcu_head *head)));
266 extern void FASTCALL(call_rcu_bh(struct rcu_head *head,
267                                 void (*func)(struct rcu_head *head)));
268 extern __deprecated_for_modules void synchronize_kernel(void);
269 extern void synchronize_rcu(void);
270 void synchronize_idle(void);
271 extern void rcu_barrier(void);
272
273 #endif /* __KERNEL__ */
274 #endif /* __LINUX_RCUPDATE_H */