formal verif : move bits produced declarations closer to processes
[urcu.git] / urcu.h
diff --git a/urcu.h b/urcu.h
index b6b5c7b039e359225d947afb91a29a2f25ba6a3c..0ff0877ac4ac45d6966d674d100b3b47fb7ecbbd 100644 (file)
--- a/urcu.h
+++ b/urcu.h
  * Distributed under GPLv2
  */
 
+#include <stdlib.h>
+#include <pthread.h>
+
 /* The "volatile" is due to gcc bugs */
 #define barrier() __asm__ __volatile__("": : :"memory")
 
-/* x86 32/64 specific */
-#define mb()    asm volatile("mfence":::"memory")
-#define rmb()   asm volatile("lfence":::"memory")
-#define wmb()   asm volatile("sfence" ::: "memory")
+#define likely(x)       __builtin_expect(!!(x), 1)
+#define unlikely(x)     __builtin_expect(!!(x), 0)
 
-static inline void atomic_inc(int *v)
-{
-       asm volatile("lock; incl %0"
-                    : "+m" (*v));
-}
+/* Assume SMP machine, given we don't have this information */
+#define CONFIG_SMP 1
+
+
+#ifdef CONFIG_SMP
+#define smp_mb()       mb()
+#define smp_rmb()      rmb()
+#define smp_wmb()      wmb()
+#define smp_mc()       mc()
+#define smp_rmc()      rmc()
+#define smp_wmc()      wmc()
+#else
+#define smp_mb()       barrier()
+#define smp_rmb()      barrier()
+#define smp_wmb()      barrier()
+#define smp_mc()       barrier()
+#define smp_rmc()      barrier()
+#define smp_wmc()      barrier()
+#endif
+
+#include "arch.h"
 
 /* Nop everywhere except on alpha. */
 #define smp_read_barrier_depends()
@@ -48,6 +65,39 @@ static inline void atomic_inc(int *v)
  */
 #define ACCESS_ONCE(x) (*(volatile typeof(x) *)&(x))
 
+/*
+ * Identify a shared load. A smp_rmc() or smp_mc() should come before the load.
+ */
+#define _LOAD_SHARED(p)               ACCESS_ONCE(p)
+
+/*
+ * Load a data from shared memory, doing a cache flush if required.
+ */
+#define LOAD_SHARED(p) \
+       ({ \
+               smp_rmc(); \
+               _LOAD_SHARED(p); \
+       })
+
+
+/*
+ * Identify a shared store. A smp_wmc() or smp_mc() should follow the store.
+ */
+#define _STORE_SHARED(x, v) \
+       do { \
+               (x) = (v); \
+       } while (0)
+
+/*
+ * Store v into x, where x is located in shared memory. Performs the required
+ * cache flush after writing.
+ */
+#define STORE_SHARED(x, v) \
+       do { \
+               _STORE_SHARED(x, v); \
+               smp_wmc(); \
+       } while (0)
+
 /**
  * rcu_dereference - fetch an RCU-protected pointer in an
  * RCU read-side critical section.  This pointer may later
@@ -59,48 +109,194 @@ static inline void atomic_inc(int *v)
  */
 
 #define rcu_dereference(p)     ({ \
-                               typeof(p) _________p1 = ACCESS_ONCE(p); \
+                               typeof(p) _________p1 = LOAD_SHARED(p); \
                                smp_read_barrier_depends(); \
                                (_________p1); \
                                })
 
 #define SIGURCU SIGUSR1
 
-/* Global quiescent period parity */
-extern int urcu_qparity;
+/*
+ * If a reader is really non-cooperative and refuses to commit its
+ * urcu_active_readers count to memory (there is no barrier in the reader
+ * per-se), kick it after a few loops waiting for it.
+ */
+#define KICK_READER_LOOPS 10000
+
+#ifdef DEBUG_YIELD
+#include <sched.h>
+#include <time.h>
+#include <pthread.h>
+#include <unistd.h>
+
+#define YIELD_READ     (1 << 0)
+#define YIELD_WRITE    (1 << 1)
+
+/* Updates without DEBUG_FULL_MB are much slower. Account this in the delay */
+#ifdef DEBUG_FULL_MB
+/* maximum sleep delay, in us */
+#define MAX_SLEEP 50
+#else
+#define MAX_SLEEP 30000
+#endif
+
+extern unsigned int yield_active;
+extern unsigned int __thread rand_yield;
+
+static inline void debug_yield_read(void)
+{
+       if (yield_active & YIELD_READ)
+               if (rand_r(&rand_yield) & 0x1)
+                       usleep(rand_r(&rand_yield) % MAX_SLEEP);
+}
+
+static inline void debug_yield_write(void)
+{
+       if (yield_active & YIELD_WRITE)
+               if (rand_r(&rand_yield) & 0x1)
+                       usleep(rand_r(&rand_yield) % MAX_SLEEP);
+}
 
-extern int __thread urcu_active_readers[2];
+static inline void debug_yield_init(void)
+{
+       rand_yield = time(NULL) ^ pthread_self();
+}
+#else
+static inline void debug_yield_read(void)
+{
+}
 
-static inline int get_urcu_qparity(void)
+static inline void debug_yield_write(void)
 {
-       return urcu_qparity;
 }
 
+static inline void debug_yield_init(void)
+{
+
+}
+#endif
+
+#ifdef DEBUG_FULL_MB
+static inline void reader_barrier()
+{
+       smp_mb();
+}
+#else
+static inline void reader_barrier()
+{
+       barrier();
+}
+#endif
+
 /*
- * urcu_parity should be declared on the caller's stack.
+ * The trick here is that RCU_GP_CTR_BIT must be a multiple of 8 so we can use a
+ * full 8-bits, 16-bits or 32-bits bitmask for the lower order bits.
  */
-static inline void rcu_read_lock(int *urcu_parity)
+#define RCU_GP_COUNT           (1UL << 0)
+/* Use the amount of bits equal to half of the architecture long size */
+#define RCU_GP_CTR_BIT         (1UL << (sizeof(long) << 2))
+#define RCU_GP_CTR_NEST_MASK   (RCU_GP_CTR_BIT - 1)
+
+/*
+ * Global quiescent period counter with low-order bits unused.
+ * Using a int rather than a char to eliminate false register dependencies
+ * causing stalls on some architectures.
+ */
+extern long urcu_gp_ctr;
+
+extern long __thread urcu_active_readers;
+
+static inline int rcu_old_gp_ongoing(long *value)
 {
-       *urcu_parity = get_urcu_qparity();
-       urcu_active_readers[*urcu_parity]++;
+       long v;
+
+       if (value == NULL)
+               return 0;
+       /*
+        * Make sure both tests below are done on the same version of *value
+        * to insure consistency.
+        */
+       v = LOAD_SHARED(*value);
+       return (v & RCU_GP_CTR_NEST_MASK) &&
+                ((v ^ urcu_gp_ctr) & RCU_GP_CTR_BIT);
+}
+
+static inline void rcu_read_lock(void)
+{
+       long tmp;
+
+       tmp = urcu_active_readers;
+       /* urcu_gp_ctr = RCU_GP_COUNT | (~RCU_GP_CTR_BIT or RCU_GP_CTR_BIT) */
+       /*
+        * The data dependency "read urcu_gp_ctr, write urcu_active_readers",
+        * serializes those two memory operations. The memory barrier in the
+        * signal handler ensures we receive the proper memory commit barriers
+        * required by _STORE_SHARED and _LOAD_SHARED whenever communication
+        * with the writer is needed.
+        */
+       if (likely(!(tmp & RCU_GP_CTR_NEST_MASK)))
+               _STORE_SHARED(urcu_active_readers, _LOAD_SHARED(urcu_gp_ctr));
+       else
+               _STORE_SHARED(urcu_active_readers, tmp + RCU_GP_COUNT);
        /*
         * Increment active readers count before accessing the pointer.
         * See force_mb_all_threads().
         */
-       barrier();
+       reader_barrier();
 }
 
-static inline void rcu_read_unlock(int *urcu_parity)
+static inline void rcu_read_unlock(void)
 {
-       barrier();
+       reader_barrier();
        /*
         * Finish using rcu before decrementing the pointer.
         * See force_mb_all_threads().
         */
-       urcu_active_readers[*urcu_parity]--;
+       _STORE_SHARED(urcu_active_readers, urcu_active_readers - RCU_GP_COUNT);
 }
 
-extern void *urcu_publish_content(void **ptr, void *new);
+/**
+ * rcu_assign_pointer - assign (publicize) a pointer to a newly
+ * initialized structure that will be dereferenced by RCU read-side
+ * critical sections.  Returns the value assigned.
+ *
+ * Inserts memory barriers on architectures that require them
+ * (pretty much all of them other than x86), and also prevents
+ * the compiler from reordering the code that initializes the
+ * structure after the pointer assignment.  More importantly, this
+ * call documents which pointers will be dereferenced by RCU read-side
+ * code.
+ */
+
+#define rcu_assign_pointer(p, v) \
+       ({ \
+               if (!__builtin_constant_p(v) || \
+                   ((v) != NULL)) \
+                       wmb(); \
+               STORE_SHARED(p, v); \
+       })
+
+#define rcu_xchg_pointer(p, v) \
+       ({ \
+               if (!__builtin_constant_p(v) || \
+                   ((v) != NULL)) \
+                       wmb(); \
+               xchg(p, v); \
+       })
+
+extern void synchronize_rcu(void);
+
+/*
+ * Exchanges the pointer and waits for quiescent state.
+ * The pointer returned can be freed.
+ */
+#define urcu_publish_content(p, v) \
+       ({ \
+               void *oldptr; \
+               oldptr = rcu_xchg_pointer(p, v); \
+               synchronize_rcu(); \
+               oldptr; \
+       })
 
 /*
  * Reader thread registration.
This page took 0.025179 seconds and 4 git commands to generate.