kernel/rcu/refscale.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 //
   3 // Scalability test comparing RCU vs other mechanisms
   4 // for acquiring references on objects.
   5 //
   6 // Copyright (C) Google, 2020.
   7 //
   8 // Author: Joel Fernandes <joel@joelfernandes.org>
   9
  10 #define pr_fmt(fmt) fmt
  11
  12 #include <linux/atomic.h>
  13 #include <linux/bitops.h>
  14 #include <linux/completion.h>
  15 #include <linux/cpu.h>
  16 #include <linux/delay.h>
  17 #include <linux/err.h>
  18 #include <linux/init.h>
  19 #include <linux/interrupt.h>
  20 #include <linux/kthread.h>
  21 #include <linux/kernel.h>
  22 #include <linux/mm.h>
  23 #include <linux/module.h>
  24 #include <linux/moduleparam.h>
  25 #include <linux/notifier.h>
  26 #include <linux/percpu.h>
  27 #include <linux/rcupdate.h>
  28 #include <linux/rcupdate_trace.h>
  29 #include <linux/reboot.h>
  30 #include <linux/sched.h>
  31 #include <linux/spinlock.h>
  32 #include <linux/smp.h>
  33 #include <linux/stat.h>
  34 #include <linux/srcu.h>
  35 #include <linux/slab.h>
  36 #include <linux/torture.h>
  37 #include <linux/types.h>
  38
  39 #include "rcu.h"
  40
  41 #define SCALE_FLAG "-ref-scale: "
  42
  43 #define SCALEOUT(s, x...) \
  44         pr_alert("%s" SCALE_FLAG s, scale_type, ## x)
  45
  46 #define VERBOSE_SCALEOUT(s, x...) \
  47         do { \
  48                 if (verbose) \
  49                         pr_alert("%s" SCALE_FLAG s "\n", scale_type, ## x); \
  50         } while (0)
  51
  52 static atomic_t verbose_batch_ctr;
  53
  54 #define VERBOSE_SCALEOUT_BATCH(s, x...)                                                 \
  55 do {                                                                                    \
  56         if (verbose &&                                                                  \
  57             (verbose_batched <= 0 ||                                                    \
  58              !(atomic_inc_return(&verbose_batch_ctr) % verbose_batched))) {             \
  59                 schedule_timeout_uninterruptible(1);                                    \
  60                 pr_alert("%s" SCALE_FLAG s "\n", scale_type, ## x);                     \
  61         }                                                                               \
  62 } while (0)
  63
  64 #define SCALEOUT_ERRSTRING(s, x...) pr_alert("%s" SCALE_FLAG "!!! " s "\n", scale_type, ## x)
  65
  66 MODULE_LICENSE("GPL");
  67 MODULE_AUTHOR("Joel Fernandes (Google) <joel@joelfernandes.org>");
  68
  69 static char *scale_type = "rcu";
  70 module_param(scale_type, charp, 0444);
  71 MODULE_PARM_DESC(scale_type, "Type of test (rcu, srcu, refcnt, rwsem, rwlock.");
  72
  73 torture_param(int, verbose, 0, "Enable verbose debugging printk()s");
  74 torture_param(int, verbose_batched, 0, "Batch verbose debugging printk()s");
  75
  76 // Wait until there are multiple CPUs before starting test.
  77 torture_param(int, holdoff, IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_REF_SCALE_TEST) ? 10 : 0,
  78               "Holdoff time before test start (s)");
  79 // Number of loops per experiment, all readers execute operations concurrently.
  80 torture_param(long, loops, 10000, "Number of loops per experiment.");
  81 // Number of readers, with -1 defaulting to about 75% of the CPUs.
  82 torture_param(int, nreaders, -1, "Number of readers, -1 for 75% of CPUs.");
  83 // Number of runs.
  84 torture_param(int, nruns, 30, "Number of experiments to run.");
  85 // Reader delay in nanoseconds, 0 for no delay.
  86 torture_param(int, readdelay, 0, "Read-side delay in nanoseconds.");
  87
  88 #ifdef MODULE
  89 # define REFSCALE_SHUTDOWN 0
  90 #else
  91 # define REFSCALE_SHUTDOWN 1
  92 #endif
  93
  94 torture_param(bool, shutdown, REFSCALE_SHUTDOWN,
  95               "Shutdown at end of scalability tests.");
  96
  97 struct reader_task {
  98         struct task_struct *task;
  99         int start_reader;
 100         wait_queue_head_t wq;
 101         u64 last_duration_ns;
 102 };
 103
 104 static struct task_struct *shutdown_task;
 105 static wait_queue_head_t shutdown_wq;
 106
 107 static struct task_struct *main_task;
 108 static wait_queue_head_t main_wq;
 109 static int shutdown_start;
 110
 111 static struct reader_task *reader_tasks;
 112
 113 // Number of readers that are part of the current experiment.
 114 static atomic_t nreaders_exp;
 115
 116 // Use to wait for all threads to start.
 117 static atomic_t n_init;
 118 static atomic_t n_started;
 119 static atomic_t n_warmedup;
 120 static atomic_t n_cooleddown;
 121
 122 // Track which experiment is currently running.
 123 static int exp_idx;
 124
 125 // Operations vector for selecting different types of tests.
 126 struct ref_scale_ops {
 127         void (*init)(void);
 128         void (*cleanup)(void);
 129         void (*readsection)(const int nloops);
 130         void (*delaysection)(const int nloops, const int udl, const int ndl);
 131         const char *name;
 132 };
 133
 134 static struct ref_scale_ops *cur_ops;
 135
 136 static void un_delay(const int udl, const int ndl)
 137 {
 138         if (udl)
 139                 udelay(udl);
 140         if (ndl)
 141                 ndelay(ndl);
 142 }
 143
 144 static void ref_rcu_read_section(const int nloops)
 145 {
 146         int i;
 147
 148         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 149                 rcu_read_lock();
 150                 rcu_read_unlock();
 151         }
 152 }
 153
 154 static void ref_rcu_delay_section(const int nloops, const int udl, const int ndl)
 155 {
 156         int i;
 157
 158         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 159                 rcu_read_lock();
 160                 un_delay(udl, ndl);
 161                 rcu_read_unlock();
 162         }
 163 }
 164
 165 static void rcu_sync_scale_init(void)
 166 {
 167 }
 168
 169 static struct ref_scale_ops rcu_ops = {
 170         .init           = rcu_sync_scale_init,
 171         .readsection    = ref_rcu_read_section,
 172         .delaysection   = ref_rcu_delay_section,
 173         .name           = "rcu"
 174 };
 175
 176 // Definitions for SRCU ref scale testing.
 177 DEFINE_STATIC_SRCU(srcu_refctl_scale);
 178 static struct srcu_struct *srcu_ctlp = &srcu_refctl_scale;
 179
 180 static void srcu_ref_scale_read_section(const int nloops)
 181 {
 182         int i;
 183         int idx;
 184
 185         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 186                 idx = srcu_read_lock(srcu_ctlp);
 187                 srcu_read_unlock(srcu_ctlp, idx);
 188         }
 189 }
 190
 191 static void srcu_ref_scale_delay_section(const int nloops, const int udl, const int ndl)
 192 {
 193         int i;
 194         int idx;
 195
 196         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 197                 idx = srcu_read_lock(srcu_ctlp);
 198                 un_delay(udl, ndl);
 199                 srcu_read_unlock(srcu_ctlp, idx);
 200         }
 201 }
 202
 203 static struct ref_scale_ops srcu_ops = {
 204         .init           = rcu_sync_scale_init,
 205         .readsection    = srcu_ref_scale_read_section,
 206         .delaysection   = srcu_ref_scale_delay_section,
 207         .name           = "srcu"
 208 };
 209
 210 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
 211
 212 // Definitions for RCU Tasks ref scale testing: Empty read markers.
 213 // These definitions also work for RCU Rude readers.
 214 static void rcu_tasks_ref_scale_read_section(const int nloops)
 215 {
 216         int i;
 217
 218         for (i = nloops; i >= 0; i--)
 219                 continue;
 220 }
 221
 222 static void rcu_tasks_ref_scale_delay_section(const int nloops, const int udl, const int ndl)
 223 {
 224         int i;
 225
 226         for (i = nloops; i >= 0; i--)
 227                 un_delay(udl, ndl);
 228 }
 229
 230 static struct ref_scale_ops rcu_tasks_ops = {
 231         .init           = rcu_sync_scale_init,
 232         .readsection    = rcu_tasks_ref_scale_read_section,
 233         .delaysection   = rcu_tasks_ref_scale_delay_section,
 234         .name           = "rcu-tasks"
 235 };
 236
 237 #define RCU_TASKS_OPS &rcu_tasks_ops,
 238
 239 #else // #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
 240
 241 #define RCU_TASKS_OPS
 242
 243 #endif // #else // #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
 244
 245 #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
 246
 247 // Definitions for RCU Tasks Trace ref scale testing.
 248 static void rcu_trace_ref_scale_read_section(const int nloops)
 249 {
 250         int i;
 251
 252         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 253                 rcu_read_lock_trace();
 254                 rcu_read_unlock_trace();
 255         }
 256 }
 257
 258 static void rcu_trace_ref_scale_delay_section(const int nloops, const int udl, const int ndl)
 259 {
 260         int i;
 261
 262         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 263                 rcu_read_lock_trace();
 264                 un_delay(udl, ndl);
 265                 rcu_read_unlock_trace();
 266         }
 267 }
 268
 269 static struct ref_scale_ops rcu_trace_ops = {
 270         .init           = rcu_sync_scale_init,
 271         .readsection    = rcu_trace_ref_scale_read_section,
 272         .delaysection   = rcu_trace_ref_scale_delay_section,
 273         .name           = "rcu-trace"
 274 };
 275
 276 #define RCU_TRACE_OPS &rcu_trace_ops,
 277
 278 #else // #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
 279
 280 #define RCU_TRACE_OPS
 281
 282 #endif // #else // #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
 283
 284 // Definitions for reference count
 285 static atomic_t refcnt;
 286
 287 static void ref_refcnt_section(const int nloops)
 288 {
 289         int i;
 290
 291         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 292                 atomic_inc(&refcnt);
 293                 atomic_dec(&refcnt);
 294         }
 295 }
 296
 297 static void ref_refcnt_delay_section(const int nloops, const int udl, const int ndl)
 298 {
 299         int i;
 300
 301         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 302                 atomic_inc(&refcnt);
 303                 un_delay(udl, ndl);
 304                 atomic_dec(&refcnt);
 305         }
 306 }
 307
 308 static struct ref_scale_ops refcnt_ops = {
 309         .init           = rcu_sync_scale_init,
 310         .readsection    = ref_refcnt_section,
 311         .delaysection   = ref_refcnt_delay_section,
 312         .name           = "refcnt"
 313 };
 314
 315 // Definitions for rwlock
 316 static rwlock_t test_rwlock;
 317
 318 static void ref_rwlock_init(void)
 319 {
 320         rwlock_init(&test_rwlock);
 321 }
 322
 323 static void ref_rwlock_section(const int nloops)
 324 {
 325         int i;
 326
 327         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 328                 read_lock(&test_rwlock);
 329                 read_unlock(&test_rwlock);
 330         }
 331 }
 332
 333 static void ref_rwlock_delay_section(const int nloops, const int udl, const int ndl)
 334 {
 335         int i;
 336
 337         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 338                 read_lock(&test_rwlock);
 339                 un_delay(udl, ndl);
 340                 read_unlock(&test_rwlock);
 341         }
 342 }
 343
 344 static struct ref_scale_ops rwlock_ops = {
 345         .init           = ref_rwlock_init,
 346         .readsection    = ref_rwlock_section,
 347         .delaysection   = ref_rwlock_delay_section,
 348         .name           = "rwlock"
 349 };
 350
 351 // Definitions for rwsem
 352 static struct rw_semaphore test_rwsem;
 353
 354 static void ref_rwsem_init(void)
 355 {
 356         init_rwsem(&test_rwsem);
 357 }
 358
 359 static void ref_rwsem_section(const int nloops)
 360 {
 361         int i;
 362
 363         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 364                 down_read(&test_rwsem);
 365                 up_read(&test_rwsem);
 366         }
 367 }
 368
 369 static void ref_rwsem_delay_section(const int nloops, const int udl, const int ndl)
 370 {
 371         int i;
 372
 373         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 374                 down_read(&test_rwsem);
 375                 un_delay(udl, ndl);
 376                 up_read(&test_rwsem);
 377         }
 378 }
 379
 380 static struct ref_scale_ops rwsem_ops = {
 381         .init           = ref_rwsem_init,
 382         .readsection    = ref_rwsem_section,
 383         .delaysection   = ref_rwsem_delay_section,
 384         .name           = "rwsem"
 385 };
 386
 387 // Definitions for global spinlock
 388 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(test_lock);
 389
 390 static void ref_lock_section(const int nloops)
 391 {
 392         int i;
 393
 394         preempt_disable();
 395         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 396                 raw_spin_lock(&test_lock);
 397                 raw_spin_unlock(&test_lock);
 398         }
 399         preempt_enable();
 400 }
 401
 402 static void ref_lock_delay_section(const int nloops, const int udl, const int ndl)
 403 {
 404         int i;
 405
 406         preempt_disable();
 407         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 408                 raw_spin_lock(&test_lock);
 409                 un_delay(udl, ndl);
 410                 raw_spin_unlock(&test_lock);
 411         }
 412         preempt_enable();
 413 }
 414
 415 static struct ref_scale_ops lock_ops = {
 416         .readsection    = ref_lock_section,
 417         .delaysection   = ref_lock_delay_section,
 418         .name           = "lock"
 419 };
 420
 421 // Definitions for global irq-save spinlock
 422
 423 static void ref_lock_irq_section(const int nloops)
 424 {
 425         unsigned long flags;
 426         int i;
 427
 428         preempt_disable();
 429         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 430                 raw_spin_lock_irqsave(&test_lock, flags);
 431                 raw_spin_unlock_irqrestore(&test_lock, flags);
 432         }
 433         preempt_enable();
 434 }
 435
 436 static void ref_lock_irq_delay_section(const int nloops, const int udl, const int ndl)
 437 {
 438         unsigned long flags;
 439         int i;
 440
 441         preempt_disable();
 442         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 443                 raw_spin_lock_irqsave(&test_lock, flags);
 444                 un_delay(udl, ndl);
 445                 raw_spin_unlock_irqrestore(&test_lock, flags);
 446         }
 447         preempt_enable();
 448 }
 449
 450 static struct ref_scale_ops lock_irq_ops = {
 451         .readsection    = ref_lock_irq_section,
 452         .delaysection   = ref_lock_irq_delay_section,
 453         .name           = "lock-irq"
 454 };
 455
 456 // Definitions acquire-release.
 457 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, test_acqrel);
 458
 459 static void ref_acqrel_section(const int nloops)
 460 {
 461         unsigned long x;
 462         int i;
 463
 464         preempt_disable();
 465         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 466                 x = smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&test_acqrel));
 467                 smp_store_release(this_cpu_ptr(&test_acqrel), x + 1);
 468         }
 469         preempt_enable();
 470 }
 471
 472 static void ref_acqrel_delay_section(const int nloops, const int udl, const int ndl)
 473 {
 474         unsigned long x;
 475         int i;
 476
 477         preempt_disable();
 478         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 479                 x = smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&test_acqrel));
 480                 un_delay(udl, ndl);
 481                 smp_store_release(this_cpu_ptr(&test_acqrel), x + 1);
 482         }
 483         preempt_enable();
 484 }
 485
 486 static struct ref_scale_ops acqrel_ops = {
 487         .readsection    = ref_acqrel_section,
 488         .delaysection   = ref_acqrel_delay_section,
 489         .name           = "acqrel"
 490 };
 491
 492 static volatile u64 stopopts;
 493
 494 static void ref_clock_section(const int nloops)
 495 {
 496         u64 x = 0;
 497         int i;
 498
 499         preempt_disable();
 500         for (i = nloops; i >= 0; i--)
 501                 x += ktime_get_real_fast_ns();
 502         preempt_enable();
 503         stopopts = x;
 504 }
 505
 506 static void ref_clock_delay_section(const int nloops, const int udl, const int ndl)
 507 {
 508         u64 x = 0;
 509         int i;
 510
 511         preempt_disable();
 512         for (i = nloops; i >= 0; i--) {
 513                 x += ktime_get_real_fast_ns();
 514                 un_delay(udl, ndl);
 515         }
 516         preempt_enable();
 517         stopopts = x;
 518 }
 519
 520 static struct ref_scale_ops clock_ops = {
 521         .readsection    = ref_clock_section,
 522         .delaysection   = ref_clock_delay_section,
 523         .name           = "clock"
 524 };
 525
 526 static void rcu_scale_one_reader(void)
 527 {
 528         if (readdelay <= 0)
 529                 cur_ops->readsection(loops);
 530         else
 531                 cur_ops->delaysection(loops, readdelay / 1000, readdelay % 1000);
 532 }
 533
 534 // Reader kthread.  Repeatedly does empty RCU read-side
 535 // critical section, minimizing update-side interference.
 536 static int
 537 ref_scale_reader(void *arg)
 538 {
 539         unsigned long flags;
 540         long me = (long)arg;
 541         struct reader_task *rt = &(reader_tasks[me]);
 542         u64 start;
 543         s64 duration;
 544
 545         VERBOSE_SCALEOUT_BATCH("ref_scale_reader %ld: task started", me);
 546         WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(me % nr_cpu_ids)));
 547         set_user_nice(current, MAX_NICE);
 548         atomic_inc(&n_init);
 549         if (holdoff)
 550                 schedule_timeout_interruptible(holdoff * HZ);
 551 repeat:
 552         VERBOSE_SCALEOUT_BATCH("ref_scale_reader %ld: waiting to start next experiment on cpu %d", me, raw_smp_processor_id());
 553
 554         // Wait for signal that this reader can start.
 555         wait_event(rt->wq, (atomic_read(&nreaders_exp) && smp_load_acquire(&rt->start_reader)) ||
 556                            torture_must_stop());
 557
 558         if (torture_must_stop())
 559                 goto end;
 560
 561         // Make sure that the CPU is affinitized appropriately during testing.
 562         WARN_ON_ONCE(raw_smp_processor_id() != me);
 563
 564         WRITE_ONCE(rt->start_reader, 0);
 565         if (!atomic_dec_return(&n_started))
 566                 while (atomic_read_acquire(&n_started))
 567                         cpu_relax();
 568
 569         VERBOSE_SCALEOUT_BATCH("ref_scale_reader %ld: experiment %d started", me, exp_idx);
 570
 571
 572         // To reduce noise, do an initial cache-warming invocation, check
 573         // in, and then keep warming until everyone has checked in.
 574         rcu_scale_one_reader();
 575         if (!atomic_dec_return(&n_warmedup))
 576                 while (atomic_read_acquire(&n_warmedup))
 577                         rcu_scale_one_reader();
 578         // Also keep interrupts disabled.  This also has the effect
 579         // of preventing entries into slow path for rcu_read_unlock().
 580         local_irq_save(flags);
 581         start = ktime_get_mono_fast_ns();
 582
 583         rcu_scale_one_reader();
 584
 585         duration = ktime_get_mono_fast_ns() - start;
 586         local_irq_restore(flags);
 587
 588         rt->last_duration_ns = WARN_ON_ONCE(duration < 0) ? 0 : duration;
 589         // To reduce runtime-skew noise, do maintain-load invocations until
 590         // everyone is done.
 591         if (!atomic_dec_return(&n_cooleddown))
 592                 while (atomic_read_acquire(&n_cooleddown))
 593                         rcu_scale_one_reader();
 594
 595         if (atomic_dec_and_test(&nreaders_exp))
 596                 wake_up(&main_wq);
 597
 598         VERBOSE_SCALEOUT_BATCH("ref_scale_reader %ld: experiment %d ended, (readers remaining=%d)",
 599                                 me, exp_idx, atomic_read(&nreaders_exp));
 600
 601         if (!torture_must_stop())
 602                 goto repeat;
 603 end:
 604         torture_kthread_stopping("ref_scale_reader");
 605         return 0;
 606 }
 607
 608 static void reset_readers(void)
 609 {
 610         int i;
 611         struct reader_task *rt;
 612
 613         for (i = 0; i < nreaders; i++) {
 614                 rt = &(reader_tasks[i]);
 615
 616                 rt->last_duration_ns = 0;
 617         }
 618 }
 619
 620 // Print the results of each reader and return the sum of all their durations.
 621 static u64 process_durations(int n)
 622 {
 623         int i;
 624         struct reader_task *rt;
 625         char buf1[64];
 626         char *buf;
 627         u64 sum = 0;
 628
 629         buf = kmalloc(800 + 64, GFP_KERNEL);
 630         if (!buf)
 631                 return 0;
 632         buf[0] = 0;
 633         sprintf(buf, "Experiment #%d (Format: <THREAD-NUM>:<Total loop time in ns>)",
 634                 exp_idx);
 635
 636         for (i = 0; i < n && !torture_must_stop(); i++) {
 637                 rt = &(reader_tasks[i]);
 638                 sprintf(buf1, "%d: %llu\t", i, rt->last_duration_ns);
 639
 640                 if (i % 5 == 0)
 641                         strcat(buf, "\n");
 642                 if (strlen(buf) >= 800) {
 643                         pr_alert("%s", buf);
 644                         buf[0] = 0;
 645                 }
 646                 strcat(buf, buf1);
 647
 648                 sum += rt->last_duration_ns;
 649         }
 650         pr_alert("%s\n", buf);
 651
 652         kfree(buf);
 653         return sum;
 654 }
 655
 656 // The main_func is the main orchestrator, it performs a bunch of
 657 // experiments.  For every experiment, it orders all the readers
 658 // involved to start and waits for them to finish the experiment. It
 659 // then reads their timestamps and starts the next experiment. Each
 660 // experiment progresses from 1 concurrent reader to N of them at which
 661 // point all the timestamps are printed.
 662 static int main_func(void *arg)
 663 {
 664         int exp, r;
 665         char buf1[64];
 666         char *buf;
 667         u64 *result_avg;
 668
 669         set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(nreaders % nr_cpu_ids));
 670         set_user_nice(current, MAX_NICE);
 671
 672         VERBOSE_SCALEOUT("main_func task started");
 673         result_avg = kzalloc(nruns * sizeof(*result_avg), GFP_KERNEL);
 674         buf = kzalloc(800 + 64, GFP_KERNEL);
 675         if (!result_avg || !buf) {
 676                 SCALEOUT_ERRSTRING("out of memory");
 677                 goto oom_exit;
 678         }
 679         if (holdoff)
 680                 schedule_timeout_interruptible(holdoff * HZ);
 681
 682         // Wait for all threads to start.
 683         atomic_inc(&n_init);
 684         while (atomic_read(&n_init) < nreaders + 1)
 685                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 686
 687         // Start exp readers up per experiment
 688         for (exp = 0; exp < nruns && !torture_must_stop(); exp++) {
 689                 if (torture_must_stop())
 690                         goto end;
 691
 692                 reset_readers();
 693                 atomic_set(&nreaders_exp, nreaders);
 694                 atomic_set(&n_started, nreaders);
 695                 atomic_set(&n_warmedup, nreaders);
 696                 atomic_set(&n_cooleddown, nreaders);
 697
 698                 exp_idx = exp;
 699
 700                 for (r = 0; r < nreaders; r++) {
 701                         smp_store_release(&reader_tasks[r].start_reader, 1);
 702                         wake_up(&reader_tasks[r].wq);
 703                 }
 704
 705                 VERBOSE_SCALEOUT("main_func: experiment started, waiting for %d readers",
 706                                 nreaders);
 707
 708                 wait_event(main_wq,
 709                            !atomic_read(&nreaders_exp) || torture_must_stop());
 710
 711                 VERBOSE_SCALEOUT("main_func: experiment ended");
 712
 713                 if (torture_must_stop())
 714                         goto end;
 715
 716                 result_avg[exp] = div_u64(1000 * process_durations(nreaders), nreaders * loops);
 717         }
 718
 719         // Print the average of all experiments
 720         SCALEOUT("END OF TEST. Calculating average duration per loop (nanoseconds)...\n");
 721
 722         pr_alert("Runs\tTime(ns)\n");
 723         for (exp = 0; exp < nruns; exp++) {
 724                 u64 avg;
 725                 u32 rem;
 726
 727                 avg = div_u64_rem(result_avg[exp], 1000, &rem);
 728                 sprintf(buf1, "%d\t%llu.%03u\n", exp + 1, avg, rem);
 729                 strcat(buf, buf1);
 730                 if (strlen(buf) >= 800) {
 731                         pr_alert("%s", buf);
 732                         buf[0] = 0;
 733                 }
 734         }
 735
 736         pr_alert("%s", buf);
 737
 738 oom_exit:
 739         // This will shutdown everything including us.
 740         if (shutdown) {
 741                 shutdown_start = 1;
 742                 wake_up(&shutdown_wq);
 743         }
 744
 745         // Wait for torture to stop us
 746         while (!torture_must_stop())
 747                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 748
 749 end:
 750         torture_kthread_stopping("main_func");
 751         kfree(result_avg);
 752         kfree(buf);
 753         return 0;
 754 }
 755
 756 static void
 757 ref_scale_print_module_parms(struct ref_scale_ops *cur_ops, const char *tag)
 758 {
 759         pr_alert("%s" SCALE_FLAG
 760                  "--- %s:  verbose=%d shutdown=%d holdoff=%d loops=%ld nreaders=%d nruns=%d readdelay=%d\n", scale_type, tag,
 761                  verbose, shutdown, holdoff, loops, nreaders, nruns, readdelay);
 762 }
 763
 764 static void
 765 ref_scale_cleanup(void)
 766 {
 767         int i;
 768
 769         if (torture_cleanup_begin())
 770                 return;
 771
 772         if (!cur_ops) {
 773                 torture_cleanup_end();
 774                 return;
 775         }
 776
 777         if (reader_tasks) {
 778                 for (i = 0; i < nreaders; i++)
 779                         torture_stop_kthread("ref_scale_reader",
 780                                              reader_tasks[i].task);
 781         }
 782         kfree(reader_tasks);
 783
 784         torture_stop_kthread("main_task", main_task);
 785         kfree(main_task);
 786
 787         // Do scale-type-specific cleanup operations.
 788         if (cur_ops->cleanup != NULL)
 789                 cur_ops->cleanup();
 790
 791         torture_cleanup_end();
 792 }
 793
 794 // Shutdown kthread.  Just waits to be awakened, then shuts down system.
 795 static int
 796 ref_scale_shutdown(void *arg)
 797 {
 798         wait_event(shutdown_wq, shutdown_start);
 799
 800         smp_mb(); // Wake before output.
 801         ref_scale_cleanup();
 802         kernel_power_off();
 803
 804         return -EINVAL;
 805 }
 806
 807 static int __init
 808 ref_scale_init(void)
 809 {
 810         long i;
 811         int firsterr = 0;
 812         static struct ref_scale_ops *scale_ops[] = {
 813                 &rcu_ops, &srcu_ops, RCU_TRACE_OPS RCU_TASKS_OPS &refcnt_ops, &rwlock_ops,
 814                 &rwsem_ops, &lock_ops, &lock_irq_ops, &acqrel_ops, &clock_ops,
 815         };
 816
 817         if (!torture_init_begin(scale_type, verbose))
 818                 return -EBUSY;
 819
 820         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(scale_ops); i++) {
 821                 cur_ops = scale_ops[i];
 822                 if (strcmp(scale_type, cur_ops->name) == 0)
 823                         break;
 824         }
 825         if (i == ARRAY_SIZE(scale_ops)) {
 826                 pr_alert("rcu-scale: invalid scale type: \"%s\"\n", scale_type);
 827                 pr_alert("rcu-scale types:");
 828                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(scale_ops); i++)
 829                         pr_cont(" %s", scale_ops[i]->name);
 830                 pr_cont("\n");
 831                 firsterr = -EINVAL;
 832                 cur_ops = NULL;
 833                 goto unwind;
 834         }
 835         if (cur_ops->init)
 836                 cur_ops->init();
 837
 838         ref_scale_print_module_parms(cur_ops, "Start of test");
 839
 840         // Shutdown task
 841         if (shutdown) {
 842                 init_waitqueue_head(&shutdown_wq);
 843                 firsterr = torture_create_kthread(ref_scale_shutdown, NULL,
 844                                                   shutdown_task);
 845                 if (torture_init_error(firsterr))
 846                         goto unwind;
 847                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 848         }
 849
 850         // Reader tasks (default to ~75% of online CPUs).
 851         if (nreaders < 0)
 852                 nreaders = (num_online_cpus() >> 1) + (num_online_cpus() >> 2);
 853         if (WARN_ONCE(loops <= 0, "%s: loops = %ld, adjusted to 1\n", __func__, loops))
 854                 loops = 1;
 855         if (WARN_ONCE(nreaders <= 0, "%s: nreaders = %d, adjusted to 1\n", __func__, nreaders))
 856                 nreaders = 1;
 857         if (WARN_ONCE(nruns <= 0, "%s: nruns = %d, adjusted to 1\n", __func__, nruns))
 858                 nruns = 1;
 859         reader_tasks = kcalloc(nreaders, sizeof(reader_tasks[0]),
 860                                GFP_KERNEL);
 861         if (!reader_tasks) {
 862                 SCALEOUT_ERRSTRING("out of memory");
 863                 firsterr = -ENOMEM;
 864                 goto unwind;
 865         }
 866
 867         VERBOSE_SCALEOUT("Starting %d reader threads", nreaders);
 868
 869         for (i = 0; i < nreaders; i++) {
 870                 firsterr = torture_create_kthread(ref_scale_reader, (void *)i,
 871                                                   reader_tasks[i].task);
 872                 if (torture_init_error(firsterr))
 873                         goto unwind;
 874
 875                 init_waitqueue_head(&(reader_tasks[i].wq));
 876         }
 877
 878         // Main Task
 879         init_waitqueue_head(&main_wq);
 880         firsterr = torture_create_kthread(main_func, NULL, main_task);
 881         if (torture_init_error(firsterr))
 882                 goto unwind;
 883
 884         torture_init_end();
 885         return 0;
 886
 887 unwind:
 888         torture_init_end();
 889         ref_scale_cleanup();
 890         if (shutdown) {
 891                 WARN_ON(!IS_MODULE(CONFIG_RCU_REF_SCALE_TEST));
 892                 kernel_power_off();
 893         }
 894         return firsterr;
 895 }
 896
 897 module_init(ref_scale_init);
 898 module_exit(ref_scale_cleanup);