tizen: Use unique directory prefix for baselibs packages
[platform/kernel/linux-rpi.git] / kernel / locking / mutex.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * kernel/locking/mutex.c
4  *
5  * Mutexes: blocking mutual exclusion locks
6  *
7  * Started by Ingo Molnar:
8  *
9  *  Copyright (C) 2004, 2005, 2006 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
10  *
11  * Many thanks to Arjan van de Ven, Thomas Gleixner, Steven Rostedt and
12  * David Howells for suggestions and improvements.
13  *
14  *  - Adaptive spinning for mutexes by Peter Zijlstra. (Ported to mainline
15  *    from the -rt tree, where it was originally implemented for rtmutexes
16  *    by Steven Rostedt, based on work by Gregory Haskins, Peter Morreale
17  *    and Sven Dietrich.
18  *
19  * Also see Documentation/locking/mutex-design.rst.
20  */
21 #include <linux/mutex.h>
22 #include <linux/ww_mutex.h>
23 #include <linux/sched/signal.h>
24 #include <linux/sched/rt.h>
25 #include <linux/sched/wake_q.h>
26 #include <linux/sched/debug.h>
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/spinlock.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/debug_locks.h>
31 #include <linux/osq_lock.h>
32
33 #define CREATE_TRACE_POINTS
34 #include <trace/events/lock.h>
35
36 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
37 #include "mutex.h"
38
39 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
40 # define MUTEX_WARN_ON(cond) DEBUG_LOCKS_WARN_ON(cond)
41 #else
42 # define MUTEX_WARN_ON(cond)
43 #endif
44
45 void
46 __mutex_init(struct mutex *lock, const char *name, struct lock_class_key *key)
47 {
48         atomic_long_set(&lock->owner, 0);
49         raw_spin_lock_init(&lock->wait_lock);
50         INIT_LIST_HEAD(&lock->wait_list);
51 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
52         osq_lock_init(&lock->osq);
53 #endif
54
55         debug_mutex_init(lock, name, key);
56 }
57 EXPORT_SYMBOL(__mutex_init);
58
59 /*
60  * @owner: contains: 'struct task_struct *' to the current lock owner,
61  * NULL means not owned. Since task_struct pointers are aligned at
62  * at least L1_CACHE_BYTES, we have low bits to store extra state.
63  *
64  * Bit0 indicates a non-empty waiter list; unlock must issue a wakeup.
65  * Bit1 indicates unlock needs to hand the lock to the top-waiter
66  * Bit2 indicates handoff has been done and we're waiting for pickup.
67  */
68 #define MUTEX_FLAG_WAITERS      0x01
69 #define MUTEX_FLAG_HANDOFF      0x02
70 #define MUTEX_FLAG_PICKUP       0x04
71
72 #define MUTEX_FLAGS             0x07
73
74 /*
75  * Internal helper function; C doesn't allow us to hide it :/
76  *
77  * DO NOT USE (outside of mutex code).
78  */
79 static inline struct task_struct *__mutex_owner(struct mutex *lock)
80 {
81         return (struct task_struct *)(atomic_long_read(&lock->owner) & ~MUTEX_FLAGS);
82 }
83
84 static inline struct task_struct *__owner_task(unsigned long owner)
85 {
86         return (struct task_struct *)(owner & ~MUTEX_FLAGS);
87 }
88
89 bool mutex_is_locked(struct mutex *lock)
90 {
91         return __mutex_owner(lock) != NULL;
92 }
93 EXPORT_SYMBOL(mutex_is_locked);
94
95 static inline unsigned long __owner_flags(unsigned long owner)
96 {
97         return owner & MUTEX_FLAGS;
98 }
99
100 /*
101  * Returns: __mutex_owner(lock) on failure or NULL on success.
102  */
103 static inline struct task_struct *__mutex_trylock_common(struct mutex *lock, bool handoff)
104 {
105         unsigned long owner, curr = (unsigned long)current;
106
107         owner = atomic_long_read(&lock->owner);
108         for (;;) { /* must loop, can race against a flag */
109                 unsigned long flags = __owner_flags(owner);
110                 unsigned long task = owner & ~MUTEX_FLAGS;
111
112                 if (task) {
113                         if (flags & MUTEX_FLAG_PICKUP) {
114                                 if (task != curr)
115                                         break;
116                                 flags &= ~MUTEX_FLAG_PICKUP;
117                         } else if (handoff) {
118                                 if (flags & MUTEX_FLAG_HANDOFF)
119                                         break;
120                                 flags |= MUTEX_FLAG_HANDOFF;
121                         } else {
122                                 break;
123                         }
124                 } else {
125                         MUTEX_WARN_ON(flags & (MUTEX_FLAG_HANDOFF | MUTEX_FLAG_PICKUP));
126                         task = curr;
127                 }
128
129                 if (atomic_long_try_cmpxchg_acquire(&lock->owner, &owner, task | flags)) {
130                         if (task == curr)
131                                 return NULL;
132                         break;
133                 }
134         }
135
136         return __owner_task(owner);
137 }
138
139 /*
140  * Trylock or set HANDOFF
141  */
142 static inline bool __mutex_trylock_or_handoff(struct mutex *lock, bool handoff)
143 {
144         return !__mutex_trylock_common(lock, handoff);
145 }
146
147 /*
148  * Actual trylock that will work on any unlocked state.
149  */
150 static inline bool __mutex_trylock(struct mutex *lock)
151 {
152         return !__mutex_trylock_common(lock, false);
153 }
154
155 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
156 /*
157  * Lockdep annotations are contained to the slow paths for simplicity.
158  * There is nothing that would stop spreading the lockdep annotations outwards
159  * except more code.
160  */
161
162 /*
163  * Optimistic trylock that only works in the uncontended case. Make sure to
164  * follow with a __mutex_trylock() before failing.
165  */
166 static __always_inline bool __mutex_trylock_fast(struct mutex *lock)
167 {
168         unsigned long curr = (unsigned long)current;
169         unsigned long zero = 0UL;
170
171         if (atomic_long_try_cmpxchg_acquire(&lock->owner, &zero, curr))
172                 return true;
173
174         return false;
175 }
176
177 static __always_inline bool __mutex_unlock_fast(struct mutex *lock)
178 {
179         unsigned long curr = (unsigned long)current;
180
181         return atomic_long_try_cmpxchg_release(&lock->owner, &curr, 0UL);
182 }
183 #endif
184
185 static inline void __mutex_set_flag(struct mutex *lock, unsigned long flag)
186 {
187         atomic_long_or(flag, &lock->owner);
188 }
189
190 static inline void __mutex_clear_flag(struct mutex *lock, unsigned long flag)
191 {
192         atomic_long_andnot(flag, &lock->owner);
193 }
194
195 static inline bool __mutex_waiter_is_first(struct mutex *lock, struct mutex_waiter *waiter)
196 {
197         return list_first_entry(&lock->wait_list, struct mutex_waiter, list) == waiter;
198 }
199
200 /*
201  * Add @waiter to a given location in the lock wait_list and set the
202  * FLAG_WAITERS flag if it's the first waiter.
203  */
204 static void
205 __mutex_add_waiter(struct mutex *lock, struct mutex_waiter *waiter,
206                    struct list_head *list)
207 {
208         debug_mutex_add_waiter(lock, waiter, current);
209
210         list_add_tail(&waiter->list, list);
211         if (__mutex_waiter_is_first(lock, waiter))
212                 __mutex_set_flag(lock, MUTEX_FLAG_WAITERS);
213 }
214
215 static void
216 __mutex_remove_waiter(struct mutex *lock, struct mutex_waiter *waiter)
217 {
218         list_del(&waiter->list);
219         if (likely(list_empty(&lock->wait_list)))
220                 __mutex_clear_flag(lock, MUTEX_FLAGS);
221
222         debug_mutex_remove_waiter(lock, waiter, current);
223 }
224
225 /*
226  * Give up ownership to a specific task, when @task = NULL, this is equivalent
227  * to a regular unlock. Sets PICKUP on a handoff, clears HANDOFF, preserves
228  * WAITERS. Provides RELEASE semantics like a regular unlock, the
229  * __mutex_trylock() provides a matching ACQUIRE semantics for the handoff.
230  */
231 static void __mutex_handoff(struct mutex *lock, struct task_struct *task)
232 {
233         unsigned long owner = atomic_long_read(&lock->owner);
234
235         for (;;) {
236                 unsigned long new;
237
238                 MUTEX_WARN_ON(__owner_task(owner) != current);
239                 MUTEX_WARN_ON(owner & MUTEX_FLAG_PICKUP);
240
241                 new = (owner & MUTEX_FLAG_WAITERS);
242                 new |= (unsigned long)task;
243                 if (task)
244                         new |= MUTEX_FLAG_PICKUP;
245
246                 if (atomic_long_try_cmpxchg_release(&lock->owner, &owner, new))
247                         break;
248         }
249 }
250
251 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
252 /*
253  * We split the mutex lock/unlock logic into separate fastpath and
254  * slowpath functions, to reduce the register pressure on the fastpath.
255  * We also put the fastpath first in the kernel image, to make sure the
256  * branch is predicted by the CPU as default-untaken.
257  */
258 static void __sched __mutex_lock_slowpath(struct mutex *lock);
259
260 /**
261  * mutex_lock - acquire the mutex
262  * @lock: the mutex to be acquired
263  *
264  * Lock the mutex exclusively for this task. If the mutex is not
265  * available right now, it will sleep until it can get it.
266  *
267  * The mutex must later on be released by the same task that
268  * acquired it. Recursive locking is not allowed. The task
269  * may not exit without first unlocking the mutex. Also, kernel
270  * memory where the mutex resides must not be freed with
271  * the mutex still locked. The mutex must first be initialized
272  * (or statically defined) before it can be locked. memset()-ing
273  * the mutex to 0 is not allowed.
274  *
275  * (The CONFIG_DEBUG_MUTEXES .config option turns on debugging
276  * checks that will enforce the restrictions and will also do
277  * deadlock debugging)
278  *
279  * This function is similar to (but not equivalent to) down().
280  */
281 void __sched mutex_lock(struct mutex *lock)
282 {
283         might_sleep();
284
285         if (!__mutex_trylock_fast(lock))
286                 __mutex_lock_slowpath(lock);
287 }
288 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock);
289 #endif
290
291 #include "ww_mutex.h"
292
293 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
294
295 /*
296  * Trylock variant that returns the owning task on failure.
297  */
298 static inline struct task_struct *__mutex_trylock_or_owner(struct mutex *lock)
299 {
300         return __mutex_trylock_common(lock, false);
301 }
302
303 static inline
304 bool ww_mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ww_ctx,
305                             struct mutex_waiter *waiter)
306 {
307         struct ww_mutex *ww;
308
309         ww = container_of(lock, struct ww_mutex, base);
310
311         /*
312          * If ww->ctx is set the contents are undefined, only
313          * by acquiring wait_lock there is a guarantee that
314          * they are not invalid when reading.
315          *
316          * As such, when deadlock detection needs to be
317          * performed the optimistic spinning cannot be done.
318          *
319          * Check this in every inner iteration because we may
320          * be racing against another thread's ww_mutex_lock.
321          */
322         if (ww_ctx->acquired > 0 && READ_ONCE(ww->ctx))
323                 return false;
324
325         /*
326          * If we aren't on the wait list yet, cancel the spin
327          * if there are waiters. We want  to avoid stealing the
328          * lock from a waiter with an earlier stamp, since the
329          * other thread may already own a lock that we also
330          * need.
331          */
332         if (!waiter && (atomic_long_read(&lock->owner) & MUTEX_FLAG_WAITERS))
333                 return false;
334
335         /*
336          * Similarly, stop spinning if we are no longer the
337          * first waiter.
338          */
339         if (waiter && !__mutex_waiter_is_first(lock, waiter))
340                 return false;
341
342         return true;
343 }
344
345 /*
346  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer access and not
347  * reliable.
348  *
349  * "noinline" so that this function shows up on perf profiles.
350  */
351 static noinline
352 bool mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner,
353                          struct ww_acquire_ctx *ww_ctx, struct mutex_waiter *waiter)
354 {
355         bool ret = true;
356
357         lockdep_assert_preemption_disabled();
358
359         while (__mutex_owner(lock) == owner) {
360                 /*
361                  * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_
362                  * checking lock->owner still matches owner. And we already
363                  * disabled preemption which is equal to the RCU read-side
364                  * crital section in optimistic spinning code. Thus the
365                  * task_strcut structure won't go away during the spinning
366                  * period
367                  */
368                 barrier();
369
370                 /*
371                  * Use vcpu_is_preempted to detect lock holder preemption issue.
372                  */
373                 if (!owner_on_cpu(owner) || need_resched()) {
374                         ret = false;
375                         break;
376                 }
377
378                 if (ww_ctx && !ww_mutex_spin_on_owner(lock, ww_ctx, waiter)) {
379                         ret = false;
380                         break;
381                 }
382
383                 cpu_relax();
384         }
385
386         return ret;
387 }
388
389 /*
390  * Initial check for entering the mutex spinning loop
391  */
392 static inline int mutex_can_spin_on_owner(struct mutex *lock)
393 {
394         struct task_struct *owner;
395         int retval = 1;
396
397         lockdep_assert_preemption_disabled();
398
399         if (need_resched())
400                 return 0;
401
402         /*
403          * We already disabled preemption which is equal to the RCU read-side
404          * crital section in optimistic spinning code. Thus the task_strcut
405          * structure won't go away during the spinning period.
406          */
407         owner = __mutex_owner(lock);
408         if (owner)
409                 retval = owner_on_cpu(owner);
410
411         /*
412          * If lock->owner is not set, the mutex has been released. Return true
413          * such that we'll trylock in the spin path, which is a faster option
414          * than the blocking slow path.
415          */
416         return retval;
417 }
418
419 /*
420  * Optimistic spinning.
421  *
422  * We try to spin for acquisition when we find that the lock owner
423  * is currently running on a (different) CPU and while we don't
424  * need to reschedule. The rationale is that if the lock owner is
425  * running, it is likely to release the lock soon.
426  *
427  * The mutex spinners are queued up using MCS lock so that only one
428  * spinner can compete for the mutex. However, if mutex spinning isn't
429  * going to happen, there is no point in going through the lock/unlock
430  * overhead.
431  *
432  * Returns true when the lock was taken, otherwise false, indicating
433  * that we need to jump to the slowpath and sleep.
434  *
435  * The waiter flag is set to true if the spinner is a waiter in the wait
436  * queue. The waiter-spinner will spin on the lock directly and concurrently
437  * with the spinner at the head of the OSQ, if present, until the owner is
438  * changed to itself.
439  */
440 static __always_inline bool
441 mutex_optimistic_spin(struct mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ww_ctx,
442                       struct mutex_waiter *waiter)
443 {
444         if (!waiter) {
445                 /*
446                  * The purpose of the mutex_can_spin_on_owner() function is
447                  * to eliminate the overhead of osq_lock() and osq_unlock()
448                  * in case spinning isn't possible. As a waiter-spinner
449                  * is not going to take OSQ lock anyway, there is no need
450                  * to call mutex_can_spin_on_owner().
451                  */
452                 if (!mutex_can_spin_on_owner(lock))
453                         goto fail;
454
455                 /*
456                  * In order to avoid a stampede of mutex spinners trying to
457                  * acquire the mutex all at once, the spinners need to take a
458                  * MCS (queued) lock first before spinning on the owner field.
459                  */
460                 if (!osq_lock(&lock->osq))
461                         goto fail;
462         }
463
464         for (;;) {
465                 struct task_struct *owner;
466
467                 /* Try to acquire the mutex... */
468                 owner = __mutex_trylock_or_owner(lock);
469                 if (!owner)
470                         break;
471
472                 /*
473                  * There's an owner, wait for it to either
474                  * release the lock or go to sleep.
475                  */
476                 if (!mutex_spin_on_owner(lock, owner, ww_ctx, waiter))
477                         goto fail_unlock;
478
479                 /*
480                  * The cpu_relax() call is a compiler barrier which forces
481                  * everything in this loop to be re-loaded. We don't need
482                  * memory barriers as we'll eventually observe the right
483                  * values at the cost of a few extra spins.
484                  */
485                 cpu_relax();
486         }
487
488         if (!waiter)
489                 osq_unlock(&lock->osq);
490
491         return true;
492
493
494 fail_unlock:
495         if (!waiter)
496                 osq_unlock(&lock->osq);
497
498 fail:
499         /*
500          * If we fell out of the spin path because of need_resched(),
501          * reschedule now, before we try-lock the mutex. This avoids getting
502          * scheduled out right after we obtained the mutex.
503          */
504         if (need_resched()) {
505                 /*
506                  * We _should_ have TASK_RUNNING here, but just in case
507                  * we do not, make it so, otherwise we might get stuck.
508                  */
509                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
510                 schedule_preempt_disabled();
511         }
512
513         return false;
514 }
515 #else
516 static __always_inline bool
517 mutex_optimistic_spin(struct mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ww_ctx,
518                       struct mutex_waiter *waiter)
519 {
520         return false;
521 }
522 #endif
523
524 static noinline void __sched __mutex_unlock_slowpath(struct mutex *lock, unsigned long ip);
525
526 /**
527  * mutex_unlock - release the mutex
528  * @lock: the mutex to be released
529  *
530  * Unlock a mutex that has been locked by this task previously.
531  *
532  * This function must not be used in interrupt context. Unlocking
533  * of a not locked mutex is not allowed.
534  *
535  * This function is similar to (but not equivalent to) up().
536  */
537 void __sched mutex_unlock(struct mutex *lock)
538 {
539 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
540         if (__mutex_unlock_fast(lock))
541                 return;
542 #endif
543         __mutex_unlock_slowpath(lock, _RET_IP_);
544 }
545 EXPORT_SYMBOL(mutex_unlock);
546
547 /**
548  * ww_mutex_unlock - release the w/w mutex
549  * @lock: the mutex to be released
550  *
551  * Unlock a mutex that has been locked by this task previously with any of the
552  * ww_mutex_lock* functions (with or without an acquire context). It is
553  * forbidden to release the locks after releasing the acquire context.
554  *
555  * This function must not be used in interrupt context. Unlocking
556  * of a unlocked mutex is not allowed.
557  */
558 void __sched ww_mutex_unlock(struct ww_mutex *lock)
559 {
560         __ww_mutex_unlock(lock);
561         mutex_unlock(&lock->base);
562 }
563 EXPORT_SYMBOL(ww_mutex_unlock);
564
565 /*
566  * Lock a mutex (possibly interruptible), slowpath:
567  */
568 static __always_inline int __sched
569 __mutex_lock_common(struct mutex *lock, unsigned int state, unsigned int subclass,
570                     struct lockdep_map *nest_lock, unsigned long ip,
571                     struct ww_acquire_ctx *ww_ctx, const bool use_ww_ctx)
572 {
573         struct mutex_waiter waiter;
574         struct ww_mutex *ww;
575         int ret;
576
577         if (!use_ww_ctx)
578                 ww_ctx = NULL;
579
580         might_sleep();
581
582         MUTEX_WARN_ON(lock->magic != lock);
583
584         ww = container_of(lock, struct ww_mutex, base);
585         if (ww_ctx) {
586                 if (unlikely(ww_ctx == READ_ONCE(ww->ctx)))
587                         return -EALREADY;
588
589                 /*
590                  * Reset the wounded flag after a kill. No other process can
591                  * race and wound us here since they can't have a valid owner
592                  * pointer if we don't have any locks held.
593                  */
594                 if (ww_ctx->acquired == 0)
595                         ww_ctx->wounded = 0;
596
597 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
598                 nest_lock = &ww_ctx->dep_map;
599 #endif
600         }
601
602         preempt_disable();
603         mutex_acquire_nest(&lock->dep_map, subclass, 0, nest_lock, ip);
604
605         trace_contention_begin(lock, LCB_F_MUTEX | LCB_F_SPIN);
606         if (__mutex_trylock(lock) ||
607             mutex_optimistic_spin(lock, ww_ctx, NULL)) {
608                 /* got the lock, yay! */
609                 lock_acquired(&lock->dep_map, ip);
610                 if (ww_ctx)
611                         ww_mutex_set_context_fastpath(ww, ww_ctx);
612                 trace_contention_end(lock, 0);
613                 preempt_enable();
614                 return 0;
615         }
616
617         raw_spin_lock(&lock->wait_lock);
618         /*
619          * After waiting to acquire the wait_lock, try again.
620          */
621         if (__mutex_trylock(lock)) {
622                 if (ww_ctx)
623                         __ww_mutex_check_waiters(lock, ww_ctx);
624
625                 goto skip_wait;
626         }
627
628         debug_mutex_lock_common(lock, &waiter);
629         waiter.task = current;
630         if (use_ww_ctx)
631                 waiter.ww_ctx = ww_ctx;
632
633         lock_contended(&lock->dep_map, ip);
634
635         if (!use_ww_ctx) {
636                 /* add waiting tasks to the end of the waitqueue (FIFO): */
637                 __mutex_add_waiter(lock, &waiter, &lock->wait_list);
638         } else {
639                 /*
640                  * Add in stamp order, waking up waiters that must kill
641                  * themselves.
642                  */
643                 ret = __ww_mutex_add_waiter(&waiter, lock, ww_ctx);
644                 if (ret)
645                         goto err_early_kill;
646         }
647
648         set_current_state(state);
649         trace_contention_begin(lock, LCB_F_MUTEX);
650         for (;;) {
651                 bool first;
652
653                 /*
654                  * Once we hold wait_lock, we're serialized against
655                  * mutex_unlock() handing the lock off to us, do a trylock
656                  * before testing the error conditions to make sure we pick up
657                  * the handoff.
658                  */
659                 if (__mutex_trylock(lock))
660                         goto acquired;
661
662                 /*
663                  * Check for signals and kill conditions while holding
664                  * wait_lock. This ensures the lock cancellation is ordered
665                  * against mutex_unlock() and wake-ups do not go missing.
666                  */
667                 if (signal_pending_state(state, current)) {
668                         ret = -EINTR;
669                         goto err;
670                 }
671
672                 if (ww_ctx) {
673                         ret = __ww_mutex_check_kill(lock, &waiter, ww_ctx);
674                         if (ret)
675                                 goto err;
676                 }
677
678                 raw_spin_unlock(&lock->wait_lock);
679                 schedule_preempt_disabled();
680
681                 first = __mutex_waiter_is_first(lock, &waiter);
682
683                 set_current_state(state);
684                 /*
685                  * Here we order against unlock; we must either see it change
686                  * state back to RUNNING and fall through the next schedule(),
687                  * or we must see its unlock and acquire.
688                  */
689                 if (__mutex_trylock_or_handoff(lock, first))
690                         break;
691
692                 if (first) {
693                         trace_contention_begin(lock, LCB_F_MUTEX | LCB_F_SPIN);
694                         if (mutex_optimistic_spin(lock, ww_ctx, &waiter))
695                                 break;
696                         trace_contention_begin(lock, LCB_F_MUTEX);
697                 }
698
699                 raw_spin_lock(&lock->wait_lock);
700         }
701         raw_spin_lock(&lock->wait_lock);
702 acquired:
703         __set_current_state(TASK_RUNNING);
704
705         if (ww_ctx) {
706                 /*
707                  * Wound-Wait; we stole the lock (!first_waiter), check the
708                  * waiters as anyone might want to wound us.
709                  */
710                 if (!ww_ctx->is_wait_die &&
711                     !__mutex_waiter_is_first(lock, &waiter))
712                         __ww_mutex_check_waiters(lock, ww_ctx);
713         }
714
715         __mutex_remove_waiter(lock, &waiter);
716
717         debug_mutex_free_waiter(&waiter);
718
719 skip_wait:
720         /* got the lock - cleanup and rejoice! */
721         lock_acquired(&lock->dep_map, ip);
722         trace_contention_end(lock, 0);
723
724         if (ww_ctx)
725                 ww_mutex_lock_acquired(ww, ww_ctx);
726
727         raw_spin_unlock(&lock->wait_lock);
728         preempt_enable();
729         return 0;
730
731 err:
732         __set_current_state(TASK_RUNNING);
733         __mutex_remove_waiter(lock, &waiter);
734 err_early_kill:
735         trace_contention_end(lock, ret);
736         raw_spin_unlock(&lock->wait_lock);
737         debug_mutex_free_waiter(&waiter);
738         mutex_release(&lock->dep_map, ip);
739         preempt_enable();
740         return ret;
741 }
742
743 static int __sched
744 __mutex_lock(struct mutex *lock, unsigned int state, unsigned int subclass,
745              struct lockdep_map *nest_lock, unsigned long ip)
746 {
747         return __mutex_lock_common(lock, state, subclass, nest_lock, ip, NULL, false);
748 }
749
750 static int __sched
751 __ww_mutex_lock(struct mutex *lock, unsigned int state, unsigned int subclass,
752                 unsigned long ip, struct ww_acquire_ctx *ww_ctx)
753 {
754         return __mutex_lock_common(lock, state, subclass, NULL, ip, ww_ctx, true);
755 }
756
757 /**
758  * ww_mutex_trylock - tries to acquire the w/w mutex with optional acquire context
759  * @ww: mutex to lock
760  * @ww_ctx: optional w/w acquire context
761  *
762  * Trylocks a mutex with the optional acquire context; no deadlock detection is
763  * possible. Returns 1 if the mutex has been acquired successfully, 0 otherwise.
764  *
765  * Unlike ww_mutex_lock, no deadlock handling is performed. However, if a @ctx is
766  * specified, -EALREADY handling may happen in calls to ww_mutex_trylock.
767  *
768  * A mutex acquired with this function must be released with ww_mutex_unlock.
769  */
770 int ww_mutex_trylock(struct ww_mutex *ww, struct ww_acquire_ctx *ww_ctx)
771 {
772         if (!ww_ctx)
773                 return mutex_trylock(&ww->base);
774
775         MUTEX_WARN_ON(ww->base.magic != &ww->base);
776
777         /*
778          * Reset the wounded flag after a kill. No other process can
779          * race and wound us here, since they can't have a valid owner
780          * pointer if we don't have any locks held.
781          */
782         if (ww_ctx->acquired == 0)
783                 ww_ctx->wounded = 0;
784
785         if (__mutex_trylock(&ww->base)) {
786                 ww_mutex_set_context_fastpath(ww, ww_ctx);
787                 mutex_acquire_nest(&ww->base.dep_map, 0, 1, &ww_ctx->dep_map, _RET_IP_);
788                 return 1;
789         }
790
791         return 0;
792 }
793 EXPORT_SYMBOL(ww_mutex_trylock);
794
795 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
796 void __sched
797 mutex_lock_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
798 {
799         __mutex_lock(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE, subclass, NULL, _RET_IP_);
800 }
801
802 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_nested);
803
804 void __sched
805 _mutex_lock_nest_lock(struct mutex *lock, struct lockdep_map *nest)
806 {
807         __mutex_lock(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE, 0, nest, _RET_IP_);
808 }
809 EXPORT_SYMBOL_GPL(_mutex_lock_nest_lock);
810
811 int __sched
812 mutex_lock_killable_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
813 {
814         return __mutex_lock(lock, TASK_KILLABLE, subclass, NULL, _RET_IP_);
815 }
816 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_killable_nested);
817
818 int __sched
819 mutex_lock_interruptible_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
820 {
821         return __mutex_lock(lock, TASK_INTERRUPTIBLE, subclass, NULL, _RET_IP_);
822 }
823 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_interruptible_nested);
824
825 void __sched
826 mutex_lock_io_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
827 {
828         int token;
829
830         might_sleep();
831
832         token = io_schedule_prepare();
833         __mutex_lock_common(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
834                             subclass, NULL, _RET_IP_, NULL, 0);
835         io_schedule_finish(token);
836 }
837 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_io_nested);
838
839 static inline int
840 ww_mutex_deadlock_injection(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
841 {
842 #ifdef CONFIG_DEBUG_WW_MUTEX_SLOWPATH
843         unsigned tmp;
844
845         if (ctx->deadlock_inject_countdown-- == 0) {
846                 tmp = ctx->deadlock_inject_interval;
847                 if (tmp > UINT_MAX/4)
848                         tmp = UINT_MAX;
849                 else
850                         tmp = tmp*2 + tmp + tmp/2;
851
852                 ctx->deadlock_inject_interval = tmp;
853                 ctx->deadlock_inject_countdown = tmp;
854                 ctx->contending_lock = lock;
855
856                 ww_mutex_unlock(lock);
857
858                 return -EDEADLK;
859         }
860 #endif
861
862         return 0;
863 }
864
865 int __sched
866 ww_mutex_lock(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
867 {
868         int ret;
869
870         might_sleep();
871         ret =  __ww_mutex_lock(&lock->base, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
872                                0, _RET_IP_, ctx);
873         if (!ret && ctx && ctx->acquired > 1)
874                 return ww_mutex_deadlock_injection(lock, ctx);
875
876         return ret;
877 }
878 EXPORT_SYMBOL_GPL(ww_mutex_lock);
879
880 int __sched
881 ww_mutex_lock_interruptible(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
882 {
883         int ret;
884
885         might_sleep();
886         ret = __ww_mutex_lock(&lock->base, TASK_INTERRUPTIBLE,
887                               0, _RET_IP_, ctx);
888
889         if (!ret && ctx && ctx->acquired > 1)
890                 return ww_mutex_deadlock_injection(lock, ctx);
891
892         return ret;
893 }
894 EXPORT_SYMBOL_GPL(ww_mutex_lock_interruptible);
895
896 #endif
897
898 /*
899  * Release the lock, slowpath:
900  */
901 static noinline void __sched __mutex_unlock_slowpath(struct mutex *lock, unsigned long ip)
902 {
903         struct task_struct *next = NULL;
904         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
905         unsigned long owner;
906
907         mutex_release(&lock->dep_map, ip);
908
909         /*
910          * Release the lock before (potentially) taking the spinlock such that
911          * other contenders can get on with things ASAP.
912          *
913          * Except when HANDOFF, in that case we must not clear the owner field,
914          * but instead set it to the top waiter.
915          */
916         owner = atomic_long_read(&lock->owner);
917         for (;;) {
918                 MUTEX_WARN_ON(__owner_task(owner) != current);
919                 MUTEX_WARN_ON(owner & MUTEX_FLAG_PICKUP);
920
921                 if (owner & MUTEX_FLAG_HANDOFF)
922                         break;
923
924                 if (atomic_long_try_cmpxchg_release(&lock->owner, &owner, __owner_flags(owner))) {
925                         if (owner & MUTEX_FLAG_WAITERS)
926                                 break;
927
928                         return;
929                 }
930         }
931
932         raw_spin_lock(&lock->wait_lock);
933         debug_mutex_unlock(lock);
934         if (!list_empty(&lock->wait_list)) {
935                 /* get the first entry from the wait-list: */
936                 struct mutex_waiter *waiter =
937                         list_first_entry(&lock->wait_list,
938                                          struct mutex_waiter, list);
939
940                 next = waiter->task;
941
942                 debug_mutex_wake_waiter(lock, waiter);
943                 wake_q_add(&wake_q, next);
944         }
945
946         if (owner & MUTEX_FLAG_HANDOFF)
947                 __mutex_handoff(lock, next);
948
949         raw_spin_unlock(&lock->wait_lock);
950
951         wake_up_q(&wake_q);
952 }
953
954 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
955 /*
956  * Here come the less common (and hence less performance-critical) APIs:
957  * mutex_lock_interruptible() and mutex_trylock().
958  */
959 static noinline int __sched
960 __mutex_lock_killable_slowpath(struct mutex *lock);
961
962 static noinline int __sched
963 __mutex_lock_interruptible_slowpath(struct mutex *lock);
964
965 /**
966  * mutex_lock_interruptible() - Acquire the mutex, interruptible by signals.
967  * @lock: The mutex to be acquired.
968  *
969  * Lock the mutex like mutex_lock().  If a signal is delivered while the
970  * process is sleeping, this function will return without acquiring the
971  * mutex.
972  *
973  * Context: Process context.
974  * Return: 0 if the lock was successfully acquired or %-EINTR if a
975  * signal arrived.
976  */
977 int __sched mutex_lock_interruptible(struct mutex *lock)
978 {
979         might_sleep();
980
981         if (__mutex_trylock_fast(lock))
982                 return 0;
983
984         return __mutex_lock_interruptible_slowpath(lock);
985 }
986
987 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock_interruptible);
988
989 /**
990  * mutex_lock_killable() - Acquire the mutex, interruptible by fatal signals.
991  * @lock: The mutex to be acquired.
992  *
993  * Lock the mutex like mutex_lock().  If a signal which will be fatal to
994  * the current process is delivered while the process is sleeping, this
995  * function will return without acquiring the mutex.
996  *
997  * Context: Process context.
998  * Return: 0 if the lock was successfully acquired or %-EINTR if a
999  * fatal signal arrived.
1000  */
1001 int __sched mutex_lock_killable(struct mutex *lock)
1002 {
1003         might_sleep();
1004
1005         if (__mutex_trylock_fast(lock))
1006                 return 0;
1007
1008         return __mutex_lock_killable_slowpath(lock);
1009 }
1010 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock_killable);
1011
1012 /**
1013  * mutex_lock_io() - Acquire the mutex and mark the process as waiting for I/O
1014  * @lock: The mutex to be acquired.
1015  *
1016  * Lock the mutex like mutex_lock().  While the task is waiting for this
1017  * mutex, it will be accounted as being in the IO wait state by the
1018  * scheduler.
1019  *
1020  * Context: Process context.
1021  */
1022 void __sched mutex_lock_io(struct mutex *lock)
1023 {
1024         int token;
1025
1026         token = io_schedule_prepare();
1027         mutex_lock(lock);
1028         io_schedule_finish(token);
1029 }
1030 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_io);
1031
1032 static noinline void __sched
1033 __mutex_lock_slowpath(struct mutex *lock)
1034 {
1035         __mutex_lock(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE, 0, NULL, _RET_IP_);
1036 }
1037
1038 static noinline int __sched
1039 __mutex_lock_killable_slowpath(struct mutex *lock)
1040 {
1041         return __mutex_lock(lock, TASK_KILLABLE, 0, NULL, _RET_IP_);
1042 }
1043
1044 static noinline int __sched
1045 __mutex_lock_interruptible_slowpath(struct mutex *lock)
1046 {
1047         return __mutex_lock(lock, TASK_INTERRUPTIBLE, 0, NULL, _RET_IP_);
1048 }
1049
1050 static noinline int __sched
1051 __ww_mutex_lock_slowpath(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
1052 {
1053         return __ww_mutex_lock(&lock->base, TASK_UNINTERRUPTIBLE, 0,
1054                                _RET_IP_, ctx);
1055 }
1056
1057 static noinline int __sched
1058 __ww_mutex_lock_interruptible_slowpath(struct ww_mutex *lock,
1059                                             struct ww_acquire_ctx *ctx)
1060 {
1061         return __ww_mutex_lock(&lock->base, TASK_INTERRUPTIBLE, 0,
1062                                _RET_IP_, ctx);
1063 }
1064
1065 #endif
1066
1067 /**
1068  * mutex_trylock - try to acquire the mutex, without waiting
1069  * @lock: the mutex to be acquired
1070  *
1071  * Try to acquire the mutex atomically. Returns 1 if the mutex
1072  * has been acquired successfully, and 0 on contention.
1073  *
1074  * NOTE: this function follows the spin_trylock() convention, so
1075  * it is negated from the down_trylock() return values! Be careful
1076  * about this when converting semaphore users to mutexes.
1077  *
1078  * This function must not be used in interrupt context. The
1079  * mutex must be released by the same task that acquired it.
1080  */
1081 int __sched mutex_trylock(struct mutex *lock)
1082 {
1083         bool locked;
1084
1085         MUTEX_WARN_ON(lock->magic != lock);
1086
1087         locked = __mutex_trylock(lock);
1088         if (locked)
1089                 mutex_acquire(&lock->dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1090
1091         return locked;
1092 }
1093 EXPORT_SYMBOL(mutex_trylock);
1094
1095 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
1096 int __sched
1097 ww_mutex_lock(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
1098 {
1099         might_sleep();
1100
1101         if (__mutex_trylock_fast(&lock->base)) {
1102                 if (ctx)
1103                         ww_mutex_set_context_fastpath(lock, ctx);
1104                 return 0;
1105         }
1106
1107         return __ww_mutex_lock_slowpath(lock, ctx);
1108 }
1109 EXPORT_SYMBOL(ww_mutex_lock);
1110
1111 int __sched
1112 ww_mutex_lock_interruptible(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
1113 {
1114         might_sleep();
1115
1116         if (__mutex_trylock_fast(&lock->base)) {
1117                 if (ctx)
1118                         ww_mutex_set_context_fastpath(lock, ctx);
1119                 return 0;
1120         }
1121
1122         return __ww_mutex_lock_interruptible_slowpath(lock, ctx);
1123 }
1124 EXPORT_SYMBOL(ww_mutex_lock_interruptible);
1125
1126 #endif /* !CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
1127 #endif /* !CONFIG_PREEMPT_RT */
1128
1129 /**
1130  * atomic_dec_and_mutex_lock - return holding mutex if we dec to 0
1131  * @cnt: the atomic which we are to dec
1132  * @lock: the mutex to return holding if we dec to 0
1133  *
1134  * return true and hold lock if we dec to 0, return false otherwise
1135  */
1136 int atomic_dec_and_mutex_lock(atomic_t *cnt, struct mutex *lock)
1137 {
1138         /* dec if we can't possibly hit 0 */
1139         if (atomic_add_unless(cnt, -1, 1))
1140                 return 0;
1141         /* we might hit 0, so take the lock */
1142         mutex_lock(lock);
1143         if (!atomic_dec_and_test(cnt)) {
1144                 /* when we actually did the dec, we didn't hit 0 */
1145                 mutex_unlock(lock);
1146                 return 0;
1147         }
1148         /* we hit 0, and we hold the lock */
1149         return 1;
1150 }
1151 EXPORT_SYMBOL(atomic_dec_and_mutex_lock);