doc: Convert arrayRCU.txt to arrayRCU.rst
authorMadhuparna Bhowmik <madhuparnabhowmik04@gmail.com>
Mon, 28 Oct 2019 20:24:17 +0000 (01:54 +0530)
committerPaul E. McKenney <paulmck@kernel.org>
Wed, 11 Dec 2019 02:51:19 +0000 (18:51 -0800)
This patch converts arrayRCU from .txt to .rst format, and also adds
it to the index.rst file.

Signed-off-by: Madhuparna Bhowmik <madhuparnabhowmik04@gmail.com>
[ paulmck: Trimmed trailing whitespace. ]
Tested-by: Phong Tran <tranmanphong@gmail.com>
Tested-by: Amol Grover <frextrite@gmail.com>
Signed-off-by: Paul E. McKenney <paulmck@kernel.org>
Documentation/RCU/arrayRCU.rst [new file with mode: 0644]
Documentation/RCU/arrayRCU.txt [deleted file]
Documentation/RCU/index.rst

diff --git a/Documentation/RCU/arrayRCU.rst b/Documentation/RCU/arrayRCU.rst
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4051ea3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,165 @@
+.. _array_rcu_doc:
+
+Using RCU to Protect Read-Mostly Arrays
+=======================================
+
+Although RCU is more commonly used to protect linked lists, it can
+also be used to protect arrays.  Three situations are as follows:
+
+1.  :ref:`Hash Tables <hash_tables>`
+
+2.  :ref:`Static Arrays <static_arrays>`
+
+3.  :ref:`Resizable Arrays <resizable_arrays>`
+
+Each of these three situations involves an RCU-protected pointer to an
+array that is separately indexed.  It might be tempting to consider use
+of RCU to instead protect the index into an array, however, this use
+case is **not** supported.  The problem with RCU-protected indexes into
+arrays is that compilers can play way too many optimization games with
+integers, which means that the rules governing handling of these indexes
+are far more trouble than they are worth.  If RCU-protected indexes into
+arrays prove to be particularly valuable (which they have not thus far),
+explicit cooperation from the compiler will be required to permit them
+to be safely used.
+
+That aside, each of the three RCU-protected pointer situations are
+described in the following sections.
+
+.. _hash_tables:
+
+Situation 1: Hash Tables
+------------------------
+
+Hash tables are often implemented as an array, where each array entry
+has a linked-list hash chain.  Each hash chain can be protected by RCU
+as described in the listRCU.txt document.  This approach also applies
+to other array-of-list situations, such as radix trees.
+
+.. _static_arrays:
+
+Situation 2: Static Arrays
+--------------------------
+
+Static arrays, where the data (rather than a pointer to the data) is
+located in each array element, and where the array is never resized,
+have not been used with RCU.  Rik van Riel recommends using seqlock in
+this situation, which would also have minimal read-side overhead as long
+as updates are rare.
+
+Quick Quiz:
+               Why is it so important that updates be rare when using seqlock?
+
+:ref:`Answer to Quick Quiz <answer_quick_quiz_seqlock>`
+
+.. _resizable_arrays:
+
+Situation 3: Resizable Arrays
+------------------------------
+
+Use of RCU for resizable arrays is demonstrated by the grow_ary()
+function formerly used by the System V IPC code.  The array is used
+to map from semaphore, message-queue, and shared-memory IDs to the data
+structure that represents the corresponding IPC construct.  The grow_ary()
+function does not acquire any locks; instead its caller must hold the
+ids->sem semaphore.
+
+The grow_ary() function, shown below, does some limit checks, allocates a
+new ipc_id_ary, copies the old to the new portion of the new, initializes
+the remainder of the new, updates the ids->entries pointer to point to
+the new array, and invokes ipc_rcu_putref() to free up the old array.
+Note that rcu_assign_pointer() is used to update the ids->entries pointer,
+which includes any memory barriers required on whatever architecture
+you are running on::
+
+       static int grow_ary(struct ipc_ids* ids, int newsize)
+       {
+               struct ipc_id_ary* new;
+               struct ipc_id_ary* old;
+               int i;
+               int size = ids->entries->size;
+
+               if(newsize > IPCMNI)
+                       newsize = IPCMNI;
+               if(newsize <= size)
+                       return newsize;
+
+               new = ipc_rcu_alloc(sizeof(struct kern_ipc_perm *)*newsize +
+                                   sizeof(struct ipc_id_ary));
+               if(new == NULL)
+                       return size;
+               new->size = newsize;
+               memcpy(new->p, ids->entries->p,
+                      sizeof(struct kern_ipc_perm *)*size +
+                      sizeof(struct ipc_id_ary));
+               for(i=size;i<newsize;i++) {
+                       new->p[i] = NULL;
+               }
+               old = ids->entries;
+
+               /*
+                * Use rcu_assign_pointer() to make sure the memcpyed
+                * contents of the new array are visible before the new
+                * array becomes visible.
+                */
+               rcu_assign_pointer(ids->entries, new);
+
+               ipc_rcu_putref(old);
+               return newsize;
+       }
+
+The ipc_rcu_putref() function decrements the array's reference count
+and then, if the reference count has dropped to zero, uses call_rcu()
+to free the array after a grace period has elapsed.
+
+The array is traversed by the ipc_lock() function.  This function
+indexes into the array under the protection of rcu_read_lock(),
+using rcu_dereference() to pick up the pointer to the array so
+that it may later safely be dereferenced -- memory barriers are
+required on the Alpha CPU.  Since the size of the array is stored
+with the array itself, there can be no array-size mismatches, so
+a simple check suffices.  The pointer to the structure corresponding
+to the desired IPC object is placed in "out", with NULL indicating
+a non-existent entry.  After acquiring "out->lock", the "out->deleted"
+flag indicates whether the IPC object is in the process of being
+deleted, and, if not, the pointer is returned::
+
+       struct kern_ipc_perm* ipc_lock(struct ipc_ids* ids, int id)
+       {
+               struct kern_ipc_perm* out;
+               int lid = id % SEQ_MULTIPLIER;
+               struct ipc_id_ary* entries;
+
+               rcu_read_lock();
+               entries = rcu_dereference(ids->entries);
+               if(lid >= entries->size) {
+                       rcu_read_unlock();
+                       return NULL;
+               }
+               out = entries->p[lid];
+               if(out == NULL) {
+                       rcu_read_unlock();
+                       return NULL;
+               }
+               spin_lock(&out->lock);
+
+               /* ipc_rmid() may have already freed the ID while ipc_lock
+                * was spinning: here verify that the structure is still valid
+                */
+               if (out->deleted) {
+                       spin_unlock(&out->lock);
+                       rcu_read_unlock();
+                       return NULL;
+               }
+               return out;
+       }
+
+.. _answer_quick_quiz_seqlock:
+
+Answer to Quick Quiz:
+       Why is it so important that updates be rare when using seqlock?
+
+       The reason that it is important that updates be rare when
+       using seqlock is that frequent updates can livelock readers.
+       One way to avoid this problem is to assign a seqlock for
+       each array entry rather than to the entire array.
diff --git a/Documentation/RCU/arrayRCU.txt b/Documentation/RCU/arrayRCU.txt
deleted file mode 100644 (file)
index f05a9af..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,153 +0,0 @@
-Using RCU to Protect Read-Mostly Arrays
-
-
-Although RCU is more commonly used to protect linked lists, it can
-also be used to protect arrays.  Three situations are as follows:
-
-1.  Hash Tables
-
-2.  Static Arrays
-
-3.  Resizeable Arrays
-
-Each of these three situations involves an RCU-protected pointer to an
-array that is separately indexed.  It might be tempting to consider use
-of RCU to instead protect the index into an array, however, this use
-case is -not- supported.  The problem with RCU-protected indexes into
-arrays is that compilers can play way too many optimization games with
-integers, which means that the rules governing handling of these indexes
-are far more trouble than they are worth.  If RCU-protected indexes into
-arrays prove to be particularly valuable (which they have not thus far),
-explicit cooperation from the compiler will be required to permit them
-to be safely used.
-
-That aside, each of the three RCU-protected pointer situations are
-described in the following sections.
-
-
-Situation 1: Hash Tables
-
-Hash tables are often implemented as an array, where each array entry
-has a linked-list hash chain.  Each hash chain can be protected by RCU
-as described in the listRCU.txt document.  This approach also applies
-to other array-of-list situations, such as radix trees.
-
-
-Situation 2: Static Arrays
-
-Static arrays, where the data (rather than a pointer to the data) is
-located in each array element, and where the array is never resized,
-have not been used with RCU.  Rik van Riel recommends using seqlock in
-this situation, which would also have minimal read-side overhead as long
-as updates are rare.
-
-Quick Quiz:  Why is it so important that updates be rare when
-            using seqlock?
-
-
-Situation 3: Resizeable Arrays
-
-Use of RCU for resizeable arrays is demonstrated by the grow_ary()
-function formerly used by the System V IPC code.  The array is used
-to map from semaphore, message-queue, and shared-memory IDs to the data
-structure that represents the corresponding IPC construct.  The grow_ary()
-function does not acquire any locks; instead its caller must hold the
-ids->sem semaphore.
-
-The grow_ary() function, shown below, does some limit checks, allocates a
-new ipc_id_ary, copies the old to the new portion of the new, initializes
-the remainder of the new, updates the ids->entries pointer to point to
-the new array, and invokes ipc_rcu_putref() to free up the old array.
-Note that rcu_assign_pointer() is used to update the ids->entries pointer,
-which includes any memory barriers required on whatever architecture
-you are running on.
-
-       static int grow_ary(struct ipc_ids* ids, int newsize)
-       {
-               struct ipc_id_ary* new;
-               struct ipc_id_ary* old;
-               int i;
-               int size = ids->entries->size;
-
-               if(newsize > IPCMNI)
-                       newsize = IPCMNI;
-               if(newsize <= size)
-                       return newsize;
-
-               new = ipc_rcu_alloc(sizeof(struct kern_ipc_perm *)*newsize +
-                                   sizeof(struct ipc_id_ary));
-               if(new == NULL)
-                       return size;
-               new->size = newsize;
-               memcpy(new->p, ids->entries->p,
-                      sizeof(struct kern_ipc_perm *)*size +
-                      sizeof(struct ipc_id_ary));
-               for(i=size;i<newsize;i++) {
-                       new->p[i] = NULL;
-               }
-               old = ids->entries;
-
-               /*
-                * Use rcu_assign_pointer() to make sure the memcpyed
-                * contents of the new array are visible before the new
-                * array becomes visible.
-                */
-               rcu_assign_pointer(ids->entries, new);
-
-               ipc_rcu_putref(old);
-               return newsize;
-       }
-
-The ipc_rcu_putref() function decrements the array's reference count
-and then, if the reference count has dropped to zero, uses call_rcu()
-to free the array after a grace period has elapsed.
-
-The array is traversed by the ipc_lock() function.  This function
-indexes into the array under the protection of rcu_read_lock(),
-using rcu_dereference() to pick up the pointer to the array so
-that it may later safely be dereferenced -- memory barriers are
-required on the Alpha CPU.  Since the size of the array is stored
-with the array itself, there can be no array-size mismatches, so
-a simple check suffices.  The pointer to the structure corresponding
-to the desired IPC object is placed in "out", with NULL indicating
-a non-existent entry.  After acquiring "out->lock", the "out->deleted"
-flag indicates whether the IPC object is in the process of being
-deleted, and, if not, the pointer is returned.
-
-       struct kern_ipc_perm* ipc_lock(struct ipc_ids* ids, int id)
-       {
-               struct kern_ipc_perm* out;
-               int lid = id % SEQ_MULTIPLIER;
-               struct ipc_id_ary* entries;
-
-               rcu_read_lock();
-               entries = rcu_dereference(ids->entries);
-               if(lid >= entries->size) {
-                       rcu_read_unlock();
-                       return NULL;
-               }
-               out = entries->p[lid];
-               if(out == NULL) {
-                       rcu_read_unlock();
-                       return NULL;
-               }
-               spin_lock(&out->lock);
-
-               /* ipc_rmid() may have already freed the ID while ipc_lock
-                * was spinning: here verify that the structure is still valid
-                */
-               if (out->deleted) {
-                       spin_unlock(&out->lock);
-                       rcu_read_unlock();
-                       return NULL;
-               }
-               return out;
-       }
-
-
-Answer to Quick Quiz:
-
-       The reason that it is important that updates be rare when
-       using seqlock is that frequent updates can livelock readers.
-       One way to avoid this problem is to assign a seqlock for
-       each array entry rather than to the entire array.
index 5c99185710fa4b083e144c988090aedd4fb96a7a..8d20d44f8fd4bb613a23858667b16f96484aad1e 100644 (file)
@@ -7,6 +7,7 @@ RCU concepts
 .. toctree::
    :maxdepth: 3
 
+   arrayRCU
    rcu
    listRCU
    UP