kernel/mutex.c

   1 /*
   2  * kernel/mutex.c
   3  *
   4  * Mutexes: blocking mutual exclusion locks
   5  *
   6  * Started by Ingo Molnar:
   7  *
   8  *  Copyright (C) 2004, 2005, 2006 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
   9  *
  10  * Many thanks to Arjan van de Ven, Thomas Gleixner, Steven Rostedt and
  11  * David Howells for suggestions and improvements.
  12  *
  13  *  - Adaptive spinning for mutexes by Peter Zijlstra. (Ported to mainline
  14  *    from the -rt tree, where it was originally implemented for rtmutexes
  15  *    by Steven Rostedt, based on work by Gregory Haskins, Peter Morreale
  16  *    and Sven Dietrich.
  17  *
  18  * Also see Documentation/mutex-design.txt.
  19  */
  20 #include <linux/mutex.h>
  21 #include <linux/sched.h>
  22 #include <linux/sched/rt.h>
  23 #include <linux/export.h>
  24 #include <linux/spinlock.h>
  25 #include <linux/interrupt.h>
  26 #include <linux/debug_locks.h>
  27
  28 /*
  29  * In the DEBUG case we are using the "NULL fastpath" for mutexes,
  30  * which forces all calls into the slowpath:
  31  */
  32 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
  33 # include "mutex-debug.h"
  34 # include <asm-generic/mutex-null.h>
  35 #else
  36 # include "mutex.h"
  37 # include <asm/mutex.h>
  38 #endif
  39
  40 /*
  41  * A negative mutex count indicates that waiters are sleeping waiting for the
  42  * mutex.
  43  */
  44 #define MUTEX_SHOW_NO_WAITER(mutex)     (atomic_read(&(mutex)->count) >= 0)
  45
  46 void
  47 __mutex_init(struct mutex *lock, const char *name, struct lock_class_key *key)
  48 {
  49         atomic_set(&lock->count, 1);
  50         spin_lock_init(&lock->wait_lock);
  51         INIT_LIST_HEAD(&lock->wait_list);
  52         mutex_clear_owner(lock);
  53 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
  54         lock->spin_mlock = NULL;
  55 #endif
  56
  57         debug_mutex_init(lock, name, key);
  58 }
  59
  60 EXPORT_SYMBOL(__mutex_init);
  61
  62 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
  63 /*
  64  * We split the mutex lock/unlock logic into separate fastpath and
  65  * slowpath functions, to reduce the register pressure on the fastpath.
  66  * We also put the fastpath first in the kernel image, to make sure the
  67  * branch is predicted by the CPU as default-untaken.
  68  */
  69 static __used noinline void __sched
  70 __mutex_lock_slowpath(atomic_t *lock_count);
  71
  72 /**
  73  * mutex_lock - acquire the mutex
  74  * @lock: the mutex to be acquired
  75  *
  76  * Lock the mutex exclusively for this task. If the mutex is not
  77  * available right now, it will sleep until it can get it.
  78  *
  79  * The mutex must later on be released by the same task that
  80  * acquired it. Recursive locking is not allowed. The task
  81  * may not exit without first unlocking the mutex. Also, kernel
  82  * memory where the mutex resides mutex must not be freed with
  83  * the mutex still locked. The mutex must first be initialized
  84  * (or statically defined) before it can be locked. memset()-ing
  85  * the mutex to 0 is not allowed.
  86  *
  87  * ( The CONFIG_DEBUG_MUTEXES .config option turns on debugging
  88  *   checks that will enforce the restrictions and will also do
  89  *   deadlock debugging. )
  90  *
  91  * This function is similar to (but not equivalent to) down().
  92  */
  93 void __sched mutex_lock(struct mutex *lock)
  94 {
  95         might_sleep();
  96         /*
  97          * The locking fastpath is the 1->0 transition from
  98          * 'unlocked' into 'locked' state.
  99          */
 100         __mutex_fastpath_lock(&lock->count, __mutex_lock_slowpath);
 101         mutex_set_owner(lock);
 102 }
 103
 104 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock);
 105 #endif
 106
 107 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
 108 /*
 109  * In order to avoid a stampede of mutex spinners from acquiring the mutex
 110  * more or less simultaneously, the spinners need to acquire a MCS lock
 111  * first before spinning on the owner field.
 112  *
 113  * We don't inline mspin_lock() so that perf can correctly account for the
 114  * time spent in this lock function.
 115  */
 116 struct mspin_node {
 117         struct mspin_node *next ;
 118         int               locked;       /* 1 if lock acquired */
 119 };
 120 #define MLOCK(mutex)    ((struct mspin_node **)&((mutex)->spin_mlock))
 121
 122 static noinline
 123 void mspin_lock(struct mspin_node **lock, struct mspin_node *node)
 124 {
 125         struct mspin_node *prev;
 126
 127         /* Init node */
 128         node->locked = 0;
 129         node->next   = NULL;
 130
 131         prev = xchg(lock, node);
 132         if (likely(prev == NULL)) {
 133                 /* Lock acquired */
 134                 node->locked = 1;
 135                 return;
 136         }
 137         ACCESS_ONCE(prev->next) = node;
 138         smp_wmb();
 139         /* Wait until the lock holder passes the lock down */
 140         while (!ACCESS_ONCE(node->locked))
 141                 arch_mutex_cpu_relax();
 142 }
 143
 144 static void mspin_unlock(struct mspin_node **lock, struct mspin_node *node)
 145 {
 146         struct mspin_node *next = ACCESS_ONCE(node->next);
 147
 148         if (likely(!next)) {
 149                 /*
 150                  * Release the lock by setting it to NULL
 151                  */
 152                 if (cmpxchg(lock, node, NULL) == node)
 153                         return;
 154                 /* Wait until the next pointer is set */
 155                 while (!(next = ACCESS_ONCE(node->next)))
 156                         arch_mutex_cpu_relax();
 157         }
 158         ACCESS_ONCE(next->locked) = 1;
 159         smp_wmb();
 160 }
 161
 162 /*
 163  * Mutex spinning code migrated from kernel/sched/core.c
 164  */
 165
 166 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
 167 {
 168         if (lock->owner != owner)
 169                 return false;
 170
 171         /*
 172          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
 173          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
 174          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
 175          * ensures the memory stays valid.
 176          */
 177         barrier();
 178
 179         return owner->on_cpu;
 180 }
 181
 182 /*
 183  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
 184  * access and not reliable.
 185  */
 186 static noinline
 187 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
 188 {
 189         rcu_read_lock();
 190         while (owner_running(lock, owner)) {
 191                 if (need_resched())
 192                         break;
 193
 194                 arch_mutex_cpu_relax();
 195         }
 196         rcu_read_unlock();
 197
 198         /*
 199          * We break out the loop above on need_resched() and when the
 200          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
 201          * success only when lock->owner is NULL.
 202          */
 203         return lock->owner == NULL;
 204 }
 205
 206 /*
 207  * Initial check for entering the mutex spinning loop
 208  */
 209 static inline int mutex_can_spin_on_owner(struct mutex *lock)
 210 {
 211         int retval = 1;
 212
 213         rcu_read_lock();
 214         if (lock->owner)
 215                 retval = lock->owner->on_cpu;
 216         rcu_read_unlock();
 217         /*
 218          * if lock->owner is not set, the mutex owner may have just acquired
 219          * it and not set the owner yet or the mutex has been released.
 220          */
 221         return retval;
 222 }
 223 #endif
 224
 225 static __used noinline void __sched __mutex_unlock_slowpath(atomic_t *lock_count);
 226
 227 /**
 228  * mutex_unlock - release the mutex
 229  * @lock: the mutex to be released
 230  *
 231  * Unlock a mutex that has been locked by this task previously.
 232  *
 233  * This function must not be used in interrupt context. Unlocking
 234  * of a not locked mutex is not allowed.
 235  *
 236  * This function is similar to (but not equivalent to) up().
 237  */
 238 void __sched mutex_unlock(struct mutex *lock)
 239 {
 240         /*
 241          * The unlocking fastpath is the 0->1 transition from 'locked'
 242          * into 'unlocked' state:
 243          */
 244 #ifndef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
 245         /*
 246          * When debugging is enabled we must not clear the owner before time,
 247          * the slow path will always be taken, and that clears the owner field
 248          * after verifying that it was indeed current.
 249          */
 250         mutex_clear_owner(lock);
 251 #endif
 252         __mutex_fastpath_unlock(&lock->count, __mutex_unlock_slowpath);
 253 }
 254
 255 EXPORT_SYMBOL(mutex_unlock);
 256
 257 /**
 258  * ww_mutex_unlock - release the w/w mutex
 259  * @lock: the mutex to be released
 260  *
 261  * Unlock a mutex that has been locked by this task previously with any of the
 262  * ww_mutex_lock* functions (with or without an acquire context). It is
 263  * forbidden to release the locks after releasing the acquire context.
 264  *
 265  * This function must not be used in interrupt context. Unlocking
 266  * of a unlocked mutex is not allowed.
 267  */
 268 void __sched ww_mutex_unlock(struct ww_mutex *lock)
 269 {
 270         /*
 271          * The unlocking fastpath is the 0->1 transition from 'locked'
 272          * into 'unlocked' state:
 273          */
 274         if (lock->ctx) {
 275 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
 276                 DEBUG_LOCKS_WARN_ON(!lock->ctx->acquired);
 277 #endif
 278                 if (lock->ctx->acquired > 0)
 279                         lock->ctx->acquired--;
 280                 lock->ctx = NULL;
 281         }
 282
 283 #ifndef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
 284         /*
 285          * When debugging is enabled we must not clear the owner before time,
 286          * the slow path will always be taken, and that clears the owner field
 287          * after verifying that it was indeed current.
 288          */
 289         mutex_clear_owner(&lock->base);
 290 #endif
 291         __mutex_fastpath_unlock(&lock->base.count, __mutex_unlock_slowpath);
 292 }
 293 EXPORT_SYMBOL(ww_mutex_unlock);
 294
 295 static inline int __sched
 296 __mutex_lock_check_stamp(struct mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
 297 {
 298         struct ww_mutex *ww = container_of(lock, struct ww_mutex, base);
 299         struct ww_acquire_ctx *hold_ctx = ACCESS_ONCE(ww->ctx);
 300
 301         if (!hold_ctx)
 302                 return 0;
 303
 304         if (unlikely(ctx == hold_ctx))
 305                 return -EALREADY;
 306
 307         if (ctx->stamp - hold_ctx->stamp <= LONG_MAX &&
 308             (ctx->stamp != hold_ctx->stamp || ctx > hold_ctx)) {
 309 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
 310                 DEBUG_LOCKS_WARN_ON(ctx->contending_lock);
 311                 ctx->contending_lock = ww;
 312 #endif
 313                 return -EDEADLK;
 314         }
 315
 316         return 0;
 317 }
 318
 319 static __always_inline void ww_mutex_lock_acquired(struct ww_mutex *ww,
 320                                                    struct ww_acquire_ctx *ww_ctx)
 321 {
 322 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
 323         /*
 324          * If this WARN_ON triggers, you used ww_mutex_lock to acquire,
 325          * but released with a normal mutex_unlock in this call.
 326          *
 327          * This should never happen, always use ww_mutex_unlock.
 328          */
 329         DEBUG_LOCKS_WARN_ON(ww->ctx);
 330
 331         /*
 332          * Not quite done after calling ww_acquire_done() ?
 333          */
 334         DEBUG_LOCKS_WARN_ON(ww_ctx->done_acquire);
 335
 336         if (ww_ctx->contending_lock) {
 337                 /*
 338                  * After -EDEADLK you tried to
 339                  * acquire a different ww_mutex? Bad!
 340                  */
 341                 DEBUG_LOCKS_WARN_ON(ww_ctx->contending_lock != ww);
 342
 343                 /*
 344                  * You called ww_mutex_lock after receiving -EDEADLK,
 345                  * but 'forgot' to unlock everything else first?
 346                  */
 347                 DEBUG_LOCKS_WARN_ON(ww_ctx->acquired > 0);
 348                 ww_ctx->contending_lock = NULL;
 349         }
 350
 351         /*
 352          * Naughty, using a different class will lead to undefined behavior!
 353          */
 354         DEBUG_LOCKS_WARN_ON(ww_ctx->ww_class != ww->ww_class);
 355 #endif
 356         ww_ctx->acquired++;
 357 }
 358
 359 /*
 360  * after acquiring lock with fastpath or when we lost out in contested
 361  * slowpath, set ctx and wake up any waiters so they can recheck.
 362  *
 363  * This function is never called when CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is set,
 364  * as the fastpath and opportunistic spinning are disabled in that case.
 365  */
 366 static __always_inline void
 367 ww_mutex_set_context_fastpath(struct ww_mutex *lock,
 368                                struct ww_acquire_ctx *ctx)
 369 {
 370         unsigned long flags;
 371         struct mutex_waiter *cur;
 372
 373         ww_mutex_lock_acquired(lock, ctx);
 374
 375         lock->ctx = ctx;
 376
 377         /*
 378          * The lock->ctx update should be visible on all cores before
 379          * the atomic read is done, otherwise contended waiters might be
 380          * missed. The contended waiters will either see ww_ctx == NULL
 381          * and keep spinning, or it will acquire wait_lock, add itself
 382          * to waiter list and sleep.
 383          */
 384         smp_mb(); /* ^^^ */
 385
 386         /*
 387          * Check if lock is contended, if not there is nobody to wake up
 388          */
 389         if (likely(atomic_read(&lock->base.count) == 0))
 390                 return;
 391
 392         /*
 393          * Uh oh, we raced in fastpath, wake up everyone in this case,
 394          * so they can see the new lock->ctx.
 395          */
 396         spin_lock_mutex(&lock->base.wait_lock, flags);
 397         list_for_each_entry(cur, &lock->base.wait_list, list) {
 398                 debug_mutex_wake_waiter(&lock->base, cur);
 399                 wake_up_process(cur->task);
 400         }
 401         spin_unlock_mutex(&lock->base.wait_lock, flags);
 402 }
 403
 404 /*
 405  * Lock a mutex (possibly interruptible), slowpath:
 406  */
 407 static __always_inline int __sched
 408 __mutex_lock_common(struct mutex *lock, long state, unsigned int subclass,
 409                     struct lockdep_map *nest_lock, unsigned long ip,
 410                     struct ww_acquire_ctx *ww_ctx)
 411 {
 412         struct task_struct *task = current;
 413         struct mutex_waiter waiter;
 414         unsigned long flags;
 415         int ret;
 416
 417         preempt_disable();
 418         mutex_acquire_nest(&lock->dep_map, subclass, 0, nest_lock, ip);
 419
 420 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
 421         /*
 422          * Optimistic spinning.
 423          *
 424          * We try to spin for acquisition when we find that there are no
 425          * pending waiters and the lock owner is currently running on a
 426          * (different) CPU.
 427          *
 428          * The rationale is that if the lock owner is running, it is likely to
 429          * release the lock soon.
 430          *
 431          * Since this needs the lock owner, and this mutex implementation
 432          * doesn't track the owner atomically in the lock field, we need to
 433          * track it non-atomically.
 434          *
 435          * We can't do this for DEBUG_MUTEXES because that relies on wait_lock
 436          * to serialize everything.
 437          *
 438          * The mutex spinners are queued up using MCS lock so that only one
 439          * spinner can compete for the mutex. However, if mutex spinning isn't
 440          * going to happen, there is no point in going through the lock/unlock
 441          * overhead.
 442          */
 443         if (!mutex_can_spin_on_owner(lock))
 444                 goto slowpath;
 445
 446         for (;;) {
 447                 struct task_struct *owner;
 448                 struct mspin_node  node;
 449
 450                 if (!__builtin_constant_p(ww_ctx == NULL) && ww_ctx->acquired > 0) {
 451                         struct ww_mutex *ww;
 452
 453                         ww = container_of(lock, struct ww_mutex, base);
 454                         /*
 455                          * If ww->ctx is set the contents are undefined, only
 456                          * by acquiring wait_lock there is a guarantee that
 457                          * they are not invalid when reading.
 458                          *
 459                          * As such, when deadlock detection needs to be
 460                          * performed the optimistic spinning cannot be done.
 461                          */
 462                         if (ACCESS_ONCE(ww->ctx))
 463                                 break;
 464                 }
 465
 466                 /*
 467                  * If there's an owner, wait for it to either
 468                  * release the lock or go to sleep.
 469                  */
 470                 mspin_lock(MLOCK(lock), &node);
 471                 owner = ACCESS_ONCE(lock->owner);
 472                 if (owner && !mutex_spin_on_owner(lock, owner)) {
 473                         mspin_unlock(MLOCK(lock), &node);
 474                         break;
 475                 }
 476
 477                 if ((atomic_read(&lock->count) == 1) &&
 478                     (atomic_cmpxchg(&lock->count, 1, 0) == 1)) {
 479                         lock_acquired(&lock->dep_map, ip);
 480                         if (!__builtin_constant_p(ww_ctx == NULL)) {
 481                                 struct ww_mutex *ww;
 482                                 ww = container_of(lock, struct ww_mutex, base);
 483
 484                                 ww_mutex_set_context_fastpath(ww, ww_ctx);
 485                         }
 486
 487                         mutex_set_owner(lock);
 488                         mspin_unlock(MLOCK(lock), &node);
 489                         preempt_enable();
 490                         return 0;
 491                 }
 492                 mspin_unlock(MLOCK(lock), &node);
 493
 494                 /*
 495                  * When there's no owner, we might have preempted between the
 496                  * owner acquiring the lock and setting the owner field. If
 497                  * we're an RT task that will live-lock because we won't let
 498                  * the owner complete.
 499                  */
 500                 if (!owner && (need_resched() || rt_task(task)))
 501                         break;
 502
 503                 /*
 504                  * The cpu_relax() call is a compiler barrier which forces
 505                  * everything in this loop to be re-loaded. We don't need
 506                  * memory barriers as we'll eventually observe the right
 507                  * values at the cost of a few extra spins.
 508                  */
 509                 arch_mutex_cpu_relax();
 510         }
 511 slowpath:
 512 #endif
 513         spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
 514
 515         debug_mutex_lock_common(lock, &waiter);
 516         debug_mutex_add_waiter(lock, &waiter, task_thread_info(task));
 517
 518         /* add waiting tasks to the end of the waitqueue (FIFO): */
 519         list_add_tail(&waiter.list, &lock->wait_list);
 520         waiter.task = task;
 521
 522         if (MUTEX_SHOW_NO_WAITER(lock) && (atomic_xchg(&lock->count, -1) == 1))
 523                 goto done;
 524
 525         lock_contended(&lock->dep_map, ip);
 526
 527         for (;;) {
 528                 /*
 529                  * Lets try to take the lock again - this is needed even if
 530                  * we get here for the first time (shortly after failing to
 531                  * acquire the lock), to make sure that we get a wakeup once
 532                  * it's unlocked. Later on, if we sleep, this is the
 533                  * operation that gives us the lock. We xchg it to -1, so
 534                  * that when we release the lock, we properly wake up the
 535                  * other waiters:
 536                  */
 537                 if (MUTEX_SHOW_NO_WAITER(lock) &&
 538                    (atomic_xchg(&lock->count, -1) == 1))
 539                         break;
 540
 541                 /*
 542                  * got a signal? (This code gets eliminated in the
 543                  * TASK_UNINTERRUPTIBLE case.)
 544                  */
 545                 if (unlikely(signal_pending_state(state, task))) {
 546                         ret = -EINTR;
 547                         goto err;
 548                 }
 549
 550                 if (!__builtin_constant_p(ww_ctx == NULL) && ww_ctx->acquired > 0) {
 551                         ret = __mutex_lock_check_stamp(lock, ww_ctx);
 552                         if (ret)
 553                                 goto err;
 554                 }
 555
 556                 __set_task_state(task, state);
 557
 558                 /* didn't get the lock, go to sleep: */
 559                 spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
 560                 schedule_preempt_disabled();
 561                 spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
 562         }
 563
 564 done:
 565         lock_acquired(&lock->dep_map, ip);
 566         /* got the lock - rejoice! */
 567         mutex_remove_waiter(lock, &waiter, current_thread_info());
 568         mutex_set_owner(lock);
 569
 570         if (!__builtin_constant_p(ww_ctx == NULL)) {
 571                 struct ww_mutex *ww = container_of(lock,
 572                                                       struct ww_mutex,
 573                                                       base);
 574                 struct mutex_waiter *cur;
 575
 576                 /*
 577                  * This branch gets optimized out for the common case,
 578                  * and is only important for ww_mutex_lock.
 579                  */
 580
 581                 ww_mutex_lock_acquired(ww, ww_ctx);
 582                 ww->ctx = ww_ctx;
 583
 584                 /*
 585                  * Give any possible sleeping processes the chance to wake up,
 586                  * so they can recheck if they have to back off.
 587                  */
 588                 list_for_each_entry(cur, &lock->wait_list, list) {
 589                         debug_mutex_wake_waiter(lock, cur);
 590                         wake_up_process(cur->task);
 591                 }
 592         }
 593
 594         /* set it to 0 if there are no waiters left: */
 595         if (likely(list_empty(&lock->wait_list)))
 596                 atomic_set(&lock->count, 0);
 597
 598         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
 599
 600         debug_mutex_free_waiter(&waiter);
 601         preempt_enable();
 602
 603         return 0;
 604
 605 err:
 606         mutex_remove_waiter(lock, &waiter, task_thread_info(task));
 607         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
 608         debug_mutex_free_waiter(&waiter);
 609         mutex_release(&lock->dep_map, 1, ip);
 610         preempt_enable();
 611         return ret;
 612 }
 613
 614 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
 615 void __sched
 616 mutex_lock_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
 617 {
 618         might_sleep();
 619         __mutex_lock_common(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
 620                             subclass, NULL, _RET_IP_, NULL);
 621 }
 622
 623 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_nested);
 624
 625 void __sched
 626 _mutex_lock_nest_lock(struct mutex *lock, struct lockdep_map *nest)
 627 {
 628         might_sleep();
 629         __mutex_lock_common(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
 630                             0, nest, _RET_IP_, NULL);
 631 }
 632
 633 EXPORT_SYMBOL_GPL(_mutex_lock_nest_lock);
 634
 635 int __sched
 636 mutex_lock_killable_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
 637 {
 638         might_sleep();
 639         return __mutex_lock_common(lock, TASK_KILLABLE,
 640                                    subclass, NULL, _RET_IP_, NULL);
 641 }
 642 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_killable_nested);
 643
 644 int __sched
 645 mutex_lock_interruptible_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
 646 {
 647         might_sleep();
 648         return __mutex_lock_common(lock, TASK_INTERRUPTIBLE,
 649                                    subclass, NULL, _RET_IP_, NULL);
 650 }
 651
 652 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_interruptible_nested);
 653
 654 static inline int
 655 ww_mutex_deadlock_injection(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
 656 {
 657 #ifdef CONFIG_DEBUG_WW_MUTEX_SLOWPATH
 658         unsigned tmp;
 659
 660         if (ctx->deadlock_inject_countdown-- == 0) {
 661                 tmp = ctx->deadlock_inject_interval;
 662                 if (tmp > UINT_MAX/4)
 663                         tmp = UINT_MAX;
 664                 else
 665                         tmp = tmp*2 + tmp + tmp/2;
 666
 667                 ctx->deadlock_inject_interval = tmp;
 668                 ctx->deadlock_inject_countdown = tmp;
 669                 ctx->contending_lock = lock;
 670
 671                 ww_mutex_unlock(lock);
 672
 673                 return -EDEADLK;
 674         }
 675 #endif
 676
 677         return 0;
 678 }
 679
 680 int __sched
 681 __ww_mutex_lock(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
 682 {
 683         int ret;
 684
 685         might_sleep();
 686         ret =  __mutex_lock_common(&lock->base, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
 687                                    0, &ctx->dep_map, _RET_IP_, ctx);
 688         if (!ret && ctx->acquired > 0)
 689                 return ww_mutex_deadlock_injection(lock, ctx);
 690
 691         return ret;
 692 }
 693 EXPORT_SYMBOL_GPL(__ww_mutex_lock);
 694
 695 int __sched
 696 __ww_mutex_lock_interruptible(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
 697 {
 698         int ret;
 699
 700         might_sleep();
 701         ret = __mutex_lock_common(&lock->base, TASK_INTERRUPTIBLE,
 702                                   0, &ctx->dep_map, _RET_IP_, ctx);
 703
 704         if (!ret && ctx->acquired > 0)
 705                 return ww_mutex_deadlock_injection(lock, ctx);
 706
 707         return ret;
 708 }
 709 EXPORT_SYMBOL_GPL(__ww_mutex_lock_interruptible);
 710
 711 #endif
 712
 713 /*
 714  * Release the lock, slowpath:
 715  */
 716 static inline void
 717 __mutex_unlock_common_slowpath(atomic_t *lock_count, int nested)
 718 {
 719         struct mutex *lock = container_of(lock_count, struct mutex, count);
 720         unsigned long flags;
 721
 722         spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
 723         mutex_release(&lock->dep_map, nested, _RET_IP_);
 724         debug_mutex_unlock(lock);
 725
 726         /*
 727          * some architectures leave the lock unlocked in the fastpath failure
 728          * case, others need to leave it locked. In the later case we have to
 729          * unlock it here
 730          */
 731         if (__mutex_slowpath_needs_to_unlock())
 732                 atomic_set(&lock->count, 1);
 733
 734         if (!list_empty(&lock->wait_list)) {
 735                 /* get the first entry from the wait-list: */
 736                 struct mutex_waiter *waiter =
 737                                 list_entry(lock->wait_list.next,
 738                                            struct mutex_waiter, list);
 739
 740                 debug_mutex_wake_waiter(lock, waiter);
 741
 742                 wake_up_process(waiter->task);
 743         }
 744
 745         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
 746 }
 747
 748 /*
 749  * Release the lock, slowpath:
 750  */
 751 static __used noinline void
 752 __mutex_unlock_slowpath(atomic_t *lock_count)
 753 {
 754         __mutex_unlock_common_slowpath(lock_count, 1);
 755 }
 756
 757 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
 758 /*
 759  * Here come the less common (and hence less performance-critical) APIs:
 760  * mutex_lock_interruptible() and mutex_trylock().
 761  */
 762 static noinline int __sched
 763 __mutex_lock_killable_slowpath(struct mutex *lock);
 764
 765 static noinline int __sched
 766 __mutex_lock_interruptible_slowpath(struct mutex *lock);
 767
 768 /**
 769  * mutex_lock_interruptible - acquire the mutex, interruptible
 770  * @lock: the mutex to be acquired
 771  *
 772  * Lock the mutex like mutex_lock(), and return 0 if the mutex has
 773  * been acquired or sleep until the mutex becomes available. If a
 774  * signal arrives while waiting for the lock then this function
 775  * returns -EINTR.
 776  *
 777  * This function is similar to (but not equivalent to) down_interruptible().
 778  */
 779 int __sched mutex_lock_interruptible(struct mutex *lock)
 780 {
 781         int ret;
 782
 783         might_sleep();
 784         ret =  __mutex_fastpath_lock_retval(&lock->count);
 785         if (likely(!ret)) {
 786                 mutex_set_owner(lock);
 787                 return 0;
 788         } else
 789                 return __mutex_lock_interruptible_slowpath(lock);
 790 }
 791
 792 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock_interruptible);
 793
 794 int __sched mutex_lock_killable(struct mutex *lock)
 795 {
 796         int ret;
 797
 798         might_sleep();
 799         ret = __mutex_fastpath_lock_retval(&lock->count);
 800         if (likely(!ret)) {
 801                 mutex_set_owner(lock);
 802                 return 0;
 803         } else
 804                 return __mutex_lock_killable_slowpath(lock);
 805 }
 806 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock_killable);
 807
 808 static __used noinline void __sched
 809 __mutex_lock_slowpath(atomic_t *lock_count)
 810 {
 811         struct mutex *lock = container_of(lock_count, struct mutex, count);
 812
 813         __mutex_lock_common(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE, 0,
 814                             NULL, _RET_IP_, NULL);
 815 }
 816
 817 static noinline int __sched
 818 __mutex_lock_killable_slowpath(struct mutex *lock)
 819 {
 820         return __mutex_lock_common(lock, TASK_KILLABLE, 0,
 821                                    NULL, _RET_IP_, NULL);
 822 }
 823
 824 static noinline int __sched
 825 __mutex_lock_interruptible_slowpath(struct mutex *lock)
 826 {
 827         return __mutex_lock_common(lock, TASK_INTERRUPTIBLE, 0,
 828                                    NULL, _RET_IP_, NULL);
 829 }
 830
 831 static noinline int __sched
 832 __ww_mutex_lock_slowpath(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
 833 {
 834         return __mutex_lock_common(&lock->base, TASK_UNINTERRUPTIBLE, 0,
 835                                    NULL, _RET_IP_, ctx);
 836 }
 837
 838 static noinline int __sched
 839 __ww_mutex_lock_interruptible_slowpath(struct ww_mutex *lock,
 840                                             struct ww_acquire_ctx *ctx)
 841 {
 842         return __mutex_lock_common(&lock->base, TASK_INTERRUPTIBLE, 0,
 843                                    NULL, _RET_IP_, ctx);
 844 }
 845
 846 #endif
 847
 848 /*
 849  * Spinlock based trylock, we take the spinlock and check whether we
 850  * can get the lock:
 851  */
 852 static inline int __mutex_trylock_slowpath(atomic_t *lock_count)
 853 {
 854         struct mutex *lock = container_of(lock_count, struct mutex, count);
 855         unsigned long flags;
 856         int prev;
 857
 858         spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
 859
 860         prev = atomic_xchg(&lock->count, -1);
 861         if (likely(prev == 1)) {
 862                 mutex_set_owner(lock);
 863                 mutex_acquire(&lock->dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
 864         }
 865
 866         /* Set it back to 0 if there are no waiters: */
 867         if (likely(list_empty(&lock->wait_list)))
 868                 atomic_set(&lock->count, 0);
 869
 870         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
 871
 872         return prev == 1;
 873 }
 874
 875 /**
 876  * mutex_trylock - try to acquire the mutex, without waiting
 877  * @lock: the mutex to be acquired
 878  *
 879  * Try to acquire the mutex atomically. Returns 1 if the mutex
 880  * has been acquired successfully, and 0 on contention.
 881  *
 882  * NOTE: this function follows the spin_trylock() convention, so
 883  * it is negated from the down_trylock() return values! Be careful
 884  * about this when converting semaphore users to mutexes.
 885  *
 886  * This function must not be used in interrupt context. The
 887  * mutex must be released by the same task that acquired it.
 888  */
 889 int __sched mutex_trylock(struct mutex *lock)
 890 {
 891         int ret;
 892
 893         ret = __mutex_fastpath_trylock(&lock->count, __mutex_trylock_slowpath);
 894         if (ret)
 895                 mutex_set_owner(lock);
 896
 897         return ret;
 898 }
 899 EXPORT_SYMBOL(mutex_trylock);
 900
 901 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
 902 int __sched
 903 __ww_mutex_lock(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
 904 {
 905         int ret;
 906
 907         might_sleep();
 908
 909         ret = __mutex_fastpath_lock_retval(&lock->base.count);
 910
 911         if (likely(!ret)) {
 912                 ww_mutex_set_context_fastpath(lock, ctx);
 913                 mutex_set_owner(&lock->base);
 914         } else
 915                 ret = __ww_mutex_lock_slowpath(lock, ctx);
 916         return ret;
 917 }
 918 EXPORT_SYMBOL(__ww_mutex_lock);
 919
 920 int __sched
 921 __ww_mutex_lock_interruptible(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
 922 {
 923         int ret;
 924
 925         might_sleep();
 926
 927         ret = __mutex_fastpath_lock_retval(&lock->base.count);
 928
 929         if (likely(!ret)) {
 930                 ww_mutex_set_context_fastpath(lock, ctx);
 931                 mutex_set_owner(&lock->base);
 932         } else
 933                 ret = __ww_mutex_lock_interruptible_slowpath(lock, ctx);
 934         return ret;
 935 }
 936 EXPORT_SYMBOL(__ww_mutex_lock_interruptible);
 937
 938 #endif
 939
 940 /**
 941  * atomic_dec_and_mutex_lock - return holding mutex if we dec to 0
 942  * @cnt: the atomic which we are to dec
 943  * @lock: the mutex to return holding if we dec to 0
 944  *
 945  * return true and hold lock if we dec to 0, return false otherwise
 946  */
 947 int atomic_dec_and_mutex_lock(atomic_t *cnt, struct mutex *lock)
 948 {
 949         /* dec if we can't possibly hit 0 */
 950         if (atomic_add_unless(cnt, -1, 1))
 951                 return 0;
 952         /* we might hit 0, so take the lock */
 953         mutex_lock(lock);
 954         if (!atomic_dec_and_test(cnt)) {
 955                 /* when we actually did the dec, we didn't hit 0 */
 956                 mutex_unlock(lock);
 957                 return 0;
 958         }
 959         /* we hit 0, and we hold the lock */
 960         return 1;
 961 }
 962 EXPORT_SYMBOL(atomic_dec_and_mutex_lock);