]> git.proxmox.com Git - mirror_ovs.git/blobdiff - lib/ovs-rcu.h
ovsdb-idl: Remove prototype for function that is not defined or used.
[mirror_ovs.git] / lib / ovs-rcu.h
index 710870a8b26d232b2ae9e4c2c188b289166582bd..ecc4c920102c01a775ecfa71d77e56f3f135ccc7 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2014 Nicira, Inc.
+ * Copyright (c) 2014, 2015, 2016 Nicira, Inc.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
@@ -42,8 +42,7 @@
  * A "quiescent state" is a time at which a thread holds no pointers to memory
  * that is managed by RCU; that is, when the thread is known not to reference
  * memory that might be an old version of some object freed via RCU.  For
- * example, poll_block() includes a quiescent state, as does
- * ovs_mutex_cond_wait().
+ * example, poll_block() includes a quiescent state.
  *
  * The following functions manage the recognition of quiescent states:
  *
  *
  *         Brackets a time period during which the current thread is quiescent.
  *
- * A newly created thread is initially active, not quiescent.
+ * A newly created thread is initially active, not quiescent. When a process
+ * becomes multithreaded, the main thread becomes active, not quiescent.
  *
  * When a quiescient state has occurred in every thread, we say that a "grace
  * period" has occurred.  Following a grace period, all of the callbacks
- * postponed before the start of the grace period may be invoked.  OVS takes
+ * postponed before the start of the grace period MAY be invoked.  OVS takes
  * care of this automatically through the RCU mechanism: while a process still
  * has only a single thread, it invokes the postponed callbacks directly from
  * ovsrcu_quiesce() and ovsrcu_quiesce_start(); after additional threads have
  * been created, it creates an extra helper thread to invoke callbacks.
  *
+ * Please note that while a postponed function call is guaranteed to happen
+ * after the next time all participating threads have quiesced at least once,
+ * there is no quarantee that all postponed functions are called as early as
+ * possible, or that the functions postponed by different threads would be
+ * called in the order the registrations took place.  In particular, even if
+ * two threads provably postpone a function each in a specific order, the
+ * postponed functions may still be called in the opposite order, depending on
+ * the timing of when the threads call ovsrcu_quiesce(), how many functions
+ * they postpone, and when the ovs-rcu thread happens to grab the functions to
+ * be called.
  *
- * Use
- * ---
+ * All functions postponed by a single thread are guaranteed to execute in the
+ * order they were postponed, however.
+ *
+ * Usage
+ * -----
  *
  * Use OVSRCU_TYPE(TYPE) to declare a pointer to RCU-protected data, e.g. the
  * following declares an RCU-protected "struct flow *" named flowp:
  * Use ovsrcu_get(TYPE, VAR) to read an RCU-protected pointer, e.g. to read the
  * pointer variable declared above:
  *
- *     struct flow *flow = ovsrcu_get(struct flow *, flowp);
+ *     struct flow *flow = ovsrcu_get(struct flow *, &flowp);
+ *
+ * If the pointer variable is currently protected against change (because
+ * the current thread holds a mutex that protects it), ovsrcu_get_protected()
+ * may be used instead.  Only on the Alpha architecture is this likely to
+ * generate different code, but it may be useful documentation.
+ *
+ * (With GNU C or Clang, you get a compiler error if TYPE is wrong; other
+ * compilers will merrily carry along accepting the wrong type.)
  *
  * Use ovsrcu_set() to write an RCU-protected pointer and ovsrcu_postpone() to
- * free the previous data.  If more than one thread can write the pointer, then
- * some form of external synchronization, e.g. a mutex, is needed to prevent
- * writers from interfering with one another.  For example, to write the
- * pointer variable declared above while safely freeing the old value:
+ * free the previous data.  ovsrcu_set_hidden() can be used on RCU protected
+ * data not visible to any readers yet, but will be made visible by a later
+ * ovsrcu_set().   ovsrcu_init() can be used to initialize RCU pointers when
+ * no readers are yet executing.  If more than one thread can write the
+ * pointer, then some form of external synchronization, e.g. a mutex, is
+ * needed to prevent writers from interfering with one another.  For example,
+ * to write the pointer variable declared above while safely freeing the old
+ * value:
  *
  *     static struct ovs_mutex mutex = OVS_MUTEX_INITIALIZER;
  *
- *     static void
- *     free_flow(struct flow *flow)
- *     {
- *         free(flow);
- *     }
+ *     OVSRCU_TYPE(struct flow *) flowp;
  *
  *     void
  *     change_flow(struct flow *new_flow)
  *     {
  *         ovs_mutex_lock(&mutex);
- *         ovsrcu_postpone(free_flow,
+ *         ovsrcu_postpone(free,
  *                         ovsrcu_get_protected(struct flow *, &flowp));
  *         ovsrcu_set(&flowp, new_flow);
  *         ovs_mutex_unlock(&mutex);
  *     }
  *
- */
-
-#include "compiler.h"
-#include "ovs-atomic.h"
-
-/* Use OVSRCU_TYPE(TYPE) to declare a pointer to RCU-protected data, e.g. the
- * following declares an RCU-protected "struct flow *" named flowp:
+ * In some rare cases an object may not be addressable with a pointer, but only
+ * through an array index (e.g. because it's provided by another library).  It
+ * is still possible to have RCU semantics by using the ovsrcu_index type.
  *
- *     OVSRCU_TYPE(struct flow *) flowp;
+ *     static struct ovs_mutex mutex = OVS_MUTEX_INITIALIZER;
  *
- * Use ovsrcu_get(TYPE, VAR) to read an RCU-protected pointer, e.g. to read the
- * pointer variable declared above:
+ *     ovsrcu_index port_id;
  *
- *     struct flow *flow = ovsrcu_get(struct flow *, flowp);
+ *     void tx()
+ *     {
+ *         int id = ovsrcu_index_get(&port_id);
+ *         if (id == -1) {
+ *             return;
+ *         }
+ *         port_tx(id);
+ *     }
  *
- * If the pointer variable is currently protected against change (because
- * the current thread holds a mutex that protects it), ovsrcu_get_protected()
- * may be used instead.  Only on the Alpha architecture is this likely to
- * generate different code, but it may be useful documentation.
+ *     void delete()
+ *     {
+ *         int id;
+ *
+ *         ovs_mutex_lock(&mutex);
+ *         id = ovsrcu_index_get_protected(&port_id);
+ *         ovsrcu_index_set(&port_id, -1);
+ *         ovs_mutex_unlock(&mutex);
+ *
+ *         ovsrcu_synchronize();
+ *         port_delete(id);
+ *     }
  *
- * (With GNU C or Clang, you get a compiler error if TYPE is wrong; other
- * compilers will merrily carry along accepting the wrong type.)
  */
+
+#include "compiler.h"
+#include "ovs-atomic.h"
+
 #if __GNUC__
 #define OVSRCU_TYPE(TYPE) struct { ATOMIC(TYPE) p; }
+#define OVSRCU_INITIALIZER(VALUE) { ATOMIC_VAR_INIT(VALUE) }
 #define ovsrcu_get__(TYPE, VAR, ORDER)                                  \
     ({                                                                  \
         TYPE value__;                                                   \
+        typeof(VAR) ovsrcu_var = (VAR);                                 \
                                                                         \
-        atomic_read_explicit(CONST_CAST(ATOMIC(TYPE) *, &(VAR)->p),     \
+        atomic_read_explicit(CONST_CAST(ATOMIC(TYPE) *, &ovsrcu_var->p), \
                              &value__, ORDER);                          \
                                                                         \
         value__;                                                        \
     })
 #define ovsrcu_get(TYPE, VAR) \
-    CONST_CAST(TYPE, ovsrcu_get__(TYPE, VAR, memory_order_consume))
+    ovsrcu_get__(TYPE, VAR, memory_order_consume)
 #define ovsrcu_get_protected(TYPE, VAR) \
-    CONST_CAST(TYPE, ovsrcu_get__(TYPE, VAR, memory_order_relaxed))
+    ovsrcu_get__(TYPE, VAR, memory_order_relaxed)
+
+/* 'VALUE' may be an atomic operation, which must be evaluated before
+ * any of the body of the atomic_store_explicit.  Since the type of
+ * 'VAR' is not fixed, we cannot use an inline function to get
+ * function semantics for this. */
+#define ovsrcu_set__(VAR, VALUE, ORDER)                                 \
+    ({                                                                  \
+        typeof(VAR) ovsrcu_var = (VAR);                                 \
+        typeof(VALUE) ovsrcu_value = (VALUE);                           \
+        memory_order ovsrcu_order = (ORDER);                            \
+                                                                        \
+        atomic_store_explicit(&ovsrcu_var->p, ovsrcu_value, ovsrcu_order); \
+        (void *) 0;                                                     \
+    })
 #else  /* not GNU C */
-typedef struct ovsrcu_pointer { ATOMIC(void *) p; };
+struct ovsrcu_pointer { ATOMIC(void *) p; };
 #define OVSRCU_TYPE(TYPE) struct ovsrcu_pointer
+#define OVSRCU_INITIALIZER(VALUE) { ATOMIC_VAR_INIT(VALUE) }
 static inline void *
 ovsrcu_get__(const struct ovsrcu_pointer *pointer, memory_order order)
 {
@@ -157,6 +207,13 @@ ovsrcu_get__(const struct ovsrcu_pointer *pointer, memory_order order)
     CONST_CAST(TYPE, ovsrcu_get__(VAR, memory_order_consume))
 #define ovsrcu_get_protected(TYPE, VAR) \
     CONST_CAST(TYPE, ovsrcu_get__(VAR, memory_order_relaxed))
+
+static inline void ovsrcu_set__(struct ovsrcu_pointer *pointer,
+                                const void *value,
+                                memory_order order)
+{
+    atomic_store_explicit(&pointer->p, CONST_CAST(void *, value), order);
+}
 #endif
 
 /* Writes VALUE to the RCU-protected pointer whose address is VAR.
@@ -164,19 +221,93 @@ ovsrcu_get__(const struct ovsrcu_pointer *pointer, memory_order order)
  * Users require external synchronization (e.g. a mutex).  See "Usage" above
  * for an example. */
 #define ovsrcu_set(VAR, VALUE) \
-    atomic_store_explicit(&(VAR)->p, VALUE, memory_order_release)
+    ovsrcu_set__(VAR, VALUE, memory_order_release)
+
+/* This can be used for initializing RCU pointers before any readers can
+ * see them.  A later ovsrcu_set() needs to make the bigger structure this
+ * is part of visible to the readers. */
+#define ovsrcu_set_hidden(VAR, VALUE) \
+    ovsrcu_set__(VAR, VALUE, memory_order_relaxed)
+
+/* This can be used for initializing RCU pointers before any readers are
+ * executing. */
+#define ovsrcu_init(VAR, VALUE) atomic_init(&(VAR)->p, VALUE)
 
 /* Calls FUNCTION passing ARG as its pointer-type argument following the next
- * grace period.  See "Usage" above for example.  */
+ * grace period.  See "Usage" above for an example. */
 void ovsrcu_postpone__(void (*function)(void *aux), void *aux);
 #define ovsrcu_postpone(FUNCTION, ARG)                          \
-    ((void) sizeof((FUNCTION)(ARG), 1),                         \
+    (/* Verify that ARG is appropriate for FUNCTION. */         \
+     (void) sizeof((FUNCTION)(ARG), 1),                         \
+     /* Verify that ARG is a pointer type. */                   \
      (void) sizeof(*(ARG)),                                     \
      ovsrcu_postpone__((void (*)(void *))(FUNCTION), ARG))
 
+/* An array index protected by RCU semantics.  This is an easier alternative to
+ * an RCU protected pointer to a malloc'd int. */
+typedef struct { atomic_int v; } ovsrcu_index;
+
+static inline int ovsrcu_index_get__(const ovsrcu_index *i, memory_order order)
+{
+    int ret;
+    atomic_read_explicit(CONST_CAST(atomic_int *, &i->v), &ret, order);
+    return ret;
+}
+
+/* Returns the index contained in 'i'.  The returned value can be used until
+ * the next grace period. */
+static inline int ovsrcu_index_get(const ovsrcu_index *i)
+{
+    return ovsrcu_index_get__(i, memory_order_consume);
+}
+
+/* Returns the index contained in 'i'.  This is an alternative to
+ * ovsrcu_index_get() that can be used when there's no possible concurrent
+ * writer. */
+static inline int ovsrcu_index_get_protected(const ovsrcu_index *i)
+{
+    return ovsrcu_index_get__(i, memory_order_relaxed);
+}
+
+static inline void ovsrcu_index_set__(ovsrcu_index *i, int value,
+                                      memory_order order)
+{
+    atomic_store_explicit(&i->v, value, order);
+}
+
+/* Writes the index 'value' in 'i'.  The previous value of 'i' may still be
+ * used by readers until the next grace period. */
+static inline void ovsrcu_index_set(ovsrcu_index *i, int value)
+{
+    ovsrcu_index_set__(i, value, memory_order_release);
+}
+
+/* Writes the index 'value' in 'i'.  This is an alternative to
+ * ovsrcu_index_set() that can be used when there's no possible concurrent
+ * reader. */
+static inline void ovsrcu_index_set_hidden(ovsrcu_index *i, int value)
+{
+    ovsrcu_index_set__(i, value, memory_order_relaxed);
+}
+
+/* Initializes 'i' with 'value'.  This is safe to call as long as there are no
+ * concurrent readers. */
+static inline void ovsrcu_index_init(ovsrcu_index *i, int value)
+{
+    atomic_init(&i->v, value);
+}
+
 /* Quiescent states. */
 void ovsrcu_quiesce_start(void);
 void ovsrcu_quiesce_end(void);
 void ovsrcu_quiesce(void);
+int ovsrcu_try_quiesce(void);
+bool ovsrcu_is_quiescent(void);
+
+/* Synchronization.  Waits for all non-quiescent threads to quiesce at least
+ * once.  This can block for a relatively long time. */
+void ovsrcu_synchronize(void);
+
+void ovsrcu_exit(void);
 
 #endif /* ovs-rcu.h */