Merge branch 'linus' into core/locking
authorIngo Molnar <mingo@kernel.org>
Sun, 2 Feb 2014 08:43:20 +0000 (09:43 +0100)
committerIngo Molnar <mingo@kernel.org>
Sun, 2 Feb 2014 08:43:20 +0000 (09:43 +0100)
Refresh the topic.

Signed-off-by: Ingo Molnar <mingo@kernel.org>
include/linux/mcs_spinlock.h [new file with mode: 0644]
include/linux/mutex.h
kernel/locking/mutex.c

diff --git a/include/linux/mcs_spinlock.h b/include/linux/mcs_spinlock.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e9a4d74
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,112 @@
+/*
+ * MCS lock defines
+ *
+ * This file contains the main data structure and API definitions of MCS lock.
+ *
+ * The MCS lock (proposed by Mellor-Crummey and Scott) is a simple spin-lock
+ * with the desirable properties of being fair, and with each cpu trying
+ * to acquire the lock spinning on a local variable.
+ * It avoids expensive cache bouncings that common test-and-set spin-lock
+ * implementations incur.
+ */
+#ifndef __LINUX_MCS_SPINLOCK_H
+#define __LINUX_MCS_SPINLOCK_H
+
+struct mcs_spinlock {
+       struct mcs_spinlock *next;
+       int locked; /* 1 if lock acquired */
+};
+
+#ifndef arch_mcs_spin_lock_contended
+/*
+ * Using smp_load_acquire() provides a memory barrier that ensures
+ * subsequent operations happen after the lock is acquired.
+ */
+#define arch_mcs_spin_lock_contended(l)                                        \
+do {                                                                   \
+       while (!(smp_load_acquire(l)))                                  \
+               arch_mutex_cpu_relax();                                 \
+} while (0)
+#endif
+
+#ifndef arch_mcs_spin_unlock_contended
+/*
+ * smp_store_release() provides a memory barrier to ensure all
+ * operations in the critical section has been completed before
+ * unlocking.
+ */
+#define arch_mcs_spin_unlock_contended(l)                              \
+       smp_store_release((l), 1)
+#endif
+
+/*
+ * Note: the smp_load_acquire/smp_store_release pair is not
+ * sufficient to form a full memory barrier across
+ * cpus for many architectures (except x86) for mcs_unlock and mcs_lock.
+ * For applications that need a full barrier across multiple cpus
+ * with mcs_unlock and mcs_lock pair, smp_mb__after_unlock_lock() should be
+ * used after mcs_lock.
+ */
+
+/*
+ * In order to acquire the lock, the caller should declare a local node and
+ * pass a reference of the node to this function in addition to the lock.
+ * If the lock has already been acquired, then this will proceed to spin
+ * on this node->locked until the previous lock holder sets the node->locked
+ * in mcs_spin_unlock().
+ *
+ * We don't inline mcs_spin_lock() so that perf can correctly account for the
+ * time spent in this lock function.
+ */
+static inline
+void mcs_spin_lock(struct mcs_spinlock **lock, struct mcs_spinlock *node)
+{
+       struct mcs_spinlock *prev;
+
+       /* Init node */
+       node->locked = 0;
+       node->next   = NULL;
+
+       prev = xchg(lock, node);
+       if (likely(prev == NULL)) {
+               /*
+                * Lock acquired, don't need to set node->locked to 1. Threads
+                * only spin on its own node->locked value for lock acquisition.
+                * However, since this thread can immediately acquire the lock
+                * and does not proceed to spin on its own node->locked, this
+                * value won't be used. If a debug mode is needed to
+                * audit lock status, then set node->locked value here.
+                */
+               return;
+       }
+       ACCESS_ONCE(prev->next) = node;
+
+       /* Wait until the lock holder passes the lock down. */
+       arch_mcs_spin_lock_contended(&node->locked);
+}
+
+/*
+ * Releases the lock. The caller should pass in the corresponding node that
+ * was used to acquire the lock.
+ */
+static inline
+void mcs_spin_unlock(struct mcs_spinlock **lock, struct mcs_spinlock *node)
+{
+       struct mcs_spinlock *next = ACCESS_ONCE(node->next);
+
+       if (likely(!next)) {
+               /*
+                * Release the lock by setting it to NULL
+                */
+               if (likely(cmpxchg(lock, node, NULL) == node))
+                       return;
+               /* Wait until the next pointer is set */
+               while (!(next = ACCESS_ONCE(node->next)))
+                       arch_mutex_cpu_relax();
+       }
+
+       /* Pass lock to next waiter. */
+       arch_mcs_spin_unlock_contended(&next->locked);
+}
+
+#endif /* __LINUX_MCS_SPINLOCK_H */
index d3181936c138ba2583960815a722aa8f90938a9d..c482e1d2cc49f1b6945b716fa38d482df1c73a57 100644 (file)
@@ -46,6 +46,7 @@
  * - detects multi-task circular deadlocks and prints out all affected
  *   locks and tasks (and only those tasks)
  */
+struct mcs_spinlock;
 struct mutex {
        /* 1: unlocked, 0: locked, negative: locked, possible waiters */
        atomic_t                count;
@@ -55,7 +56,7 @@ struct mutex {
        struct task_struct      *owner;
 #endif
 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
-       void                    *spin_mlock;    /* Spinner MCS lock */
+       struct mcs_spinlock     *mcs_lock;      /* Spinner MCS lock */
 #endif
 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
        const char              *name;
@@ -179,4 +180,4 @@ extern int atomic_dec_and_mutex_lock(atomic_t *cnt, struct mutex *lock);
 # define arch_mutex_cpu_relax() cpu_relax()
 #endif
 
-#endif
+#endif /* __LINUX_MUTEX_H */
index 4dd6e4c219de9316593b61daae8e17cf8dc5d874..45fe1b5293d647e5d2f52433312e1bc7df013551 100644 (file)
@@ -25,6 +25,7 @@
 #include <linux/spinlock.h>
 #include <linux/interrupt.h>
 #include <linux/debug_locks.h>
+#include <linux/mcs_spinlock.h>
 
 /*
  * In the DEBUG case we are using the "NULL fastpath" for mutexes,
@@ -52,7 +53,7 @@ __mutex_init(struct mutex *lock, const char *name, struct lock_class_key *key)
        INIT_LIST_HEAD(&lock->wait_list);
        mutex_clear_owner(lock);
 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
-       lock->spin_mlock = NULL;
+       lock->mcs_lock = NULL;
 #endif
 
        debug_mutex_init(lock, name, key);
@@ -111,54 +112,7 @@ EXPORT_SYMBOL(mutex_lock);
  * more or less simultaneously, the spinners need to acquire a MCS lock
  * first before spinning on the owner field.
  *
- * We don't inline mspin_lock() so that perf can correctly account for the
- * time spent in this lock function.
  */
-struct mspin_node {
-       struct mspin_node *next ;
-       int               locked;       /* 1 if lock acquired */
-};
-#define        MLOCK(mutex)    ((struct mspin_node **)&((mutex)->spin_mlock))
-
-static noinline
-void mspin_lock(struct mspin_node **lock, struct mspin_node *node)
-{
-       struct mspin_node *prev;
-
-       /* Init node */
-       node->locked = 0;
-       node->next   = NULL;
-
-       prev = xchg(lock, node);
-       if (likely(prev == NULL)) {
-               /* Lock acquired */
-               node->locked = 1;
-               return;
-       }
-       ACCESS_ONCE(prev->next) = node;
-       smp_wmb();
-       /* Wait until the lock holder passes the lock down */
-       while (!ACCESS_ONCE(node->locked))
-               arch_mutex_cpu_relax();
-}
-
-static void mspin_unlock(struct mspin_node **lock, struct mspin_node *node)
-{
-       struct mspin_node *next = ACCESS_ONCE(node->next);
-
-       if (likely(!next)) {
-               /*
-                * Release the lock by setting it to NULL
-                */
-               if (cmpxchg(lock, node, NULL) == node)
-                       return;
-               /* Wait until the next pointer is set */
-               while (!(next = ACCESS_ONCE(node->next)))
-                       arch_mutex_cpu_relax();
-       }
-       ACCESS_ONCE(next->locked) = 1;
-       smp_wmb();
-}
 
 /*
  * Mutex spinning code migrated from kernel/sched/core.c
@@ -448,7 +402,7 @@ __mutex_lock_common(struct mutex *lock, long state, unsigned int subclass,
 
        for (;;) {
                struct task_struct *owner;
-               struct mspin_node  node;
+               struct mcs_spinlock  node;
 
                if (use_ww_ctx && ww_ctx->acquired > 0) {
                        struct ww_mutex *ww;
@@ -470,10 +424,10 @@ __mutex_lock_common(struct mutex *lock, long state, unsigned int subclass,
                 * If there's an owner, wait for it to either
                 * release the lock or go to sleep.
                 */
-               mspin_lock(MLOCK(lock), &node);
+               mcs_spin_lock(&lock->mcs_lock, &node);
                owner = ACCESS_ONCE(lock->owner);
                if (owner && !mutex_spin_on_owner(lock, owner)) {
-                       mspin_unlock(MLOCK(lock), &node);
+                       mcs_spin_unlock(&lock->mcs_lock, &node);
                        goto slowpath;
                }
 
@@ -488,11 +442,11 @@ __mutex_lock_common(struct mutex *lock, long state, unsigned int subclass,
                        }
 
                        mutex_set_owner(lock);
-                       mspin_unlock(MLOCK(lock), &node);
+                       mcs_spin_unlock(&lock->mcs_lock, &node);
                        preempt_enable();
                        return 0;
                }
-               mspin_unlock(MLOCK(lock), &node);
+               mcs_spin_unlock(&lock->mcs_lock, &node);
 
                /*
                 * When there's no owner, we might have preempted between the