Merge tag 'pci-v5.15-changes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/helgaa...
[linux-2.6-microblaze.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 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
34 #include "mutex.h"
35
36 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
37 # define MUTEX_WARN_ON(cond) DEBUG_LOCKS_WARN_ON(cond)
38 #else
39 # define MUTEX_WARN_ON(cond)
40 #endif
41
42 void
43 __mutex_init(struct mutex *lock, const char *name, struct lock_class_key *key)
44 {
45         atomic_long_set(&lock->owner, 0);
46         raw_spin_lock_init(&lock->wait_lock);
47         INIT_LIST_HEAD(&lock->wait_list);
48 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
49         osq_lock_init(&lock->osq);
50 #endif
51
52         debug_mutex_init(lock, name, key);
53 }
54 EXPORT_SYMBOL(__mutex_init);
55
56 /*
57  * @owner: contains: 'struct task_struct *' to the current lock owner,
58  * NULL means not owned. Since task_struct pointers are aligned at
59  * at least L1_CACHE_BYTES, we have low bits to store extra state.
60  *
61  * Bit0 indicates a non-empty waiter list; unlock must issue a wakeup.
62  * Bit1 indicates unlock needs to hand the lock to the top-waiter
63  * Bit2 indicates handoff has been done and we're waiting for pickup.
64  */
65 #define MUTEX_FLAG_WAITERS      0x01
66 #define MUTEX_FLAG_HANDOFF      0x02
67 #define MUTEX_FLAG_PICKUP       0x04
68
69 #define MUTEX_FLAGS             0x07
70
71 /*
72  * Internal helper function; C doesn't allow us to hide it :/
73  *
74  * DO NOT USE (outside of mutex code).
75  */
76 static inline struct task_struct *__mutex_owner(struct mutex *lock)
77 {
78         return (struct task_struct *)(atomic_long_read(&lock->owner) & ~MUTEX_FLAGS);
79 }
80
81 static inline struct task_struct *__owner_task(unsigned long owner)
82 {
83         return (struct task_struct *)(owner & ~MUTEX_FLAGS);
84 }
85
86 bool mutex_is_locked(struct mutex *lock)
87 {
88         return __mutex_owner(lock) != NULL;
89 }
90 EXPORT_SYMBOL(mutex_is_locked);
91
92 static inline unsigned long __owner_flags(unsigned long owner)
93 {
94         return owner & MUTEX_FLAGS;
95 }
96
97 static inline struct task_struct *__mutex_trylock_common(struct mutex *lock, bool handoff)
98 {
99         unsigned long owner, curr = (unsigned long)current;
100
101         owner = atomic_long_read(&lock->owner);
102         for (;;) { /* must loop, can race against a flag */
103                 unsigned long flags = __owner_flags(owner);
104                 unsigned long task = owner & ~MUTEX_FLAGS;
105
106                 if (task) {
107                         if (flags & MUTEX_FLAG_PICKUP) {
108                                 if (task != curr)
109                                         break;
110                                 flags &= ~MUTEX_FLAG_PICKUP;
111                         } else if (handoff) {
112                                 if (flags & MUTEX_FLAG_HANDOFF)
113                                         break;
114                                 flags |= MUTEX_FLAG_HANDOFF;
115                         } else {
116                                 break;
117                         }
118                 } else {
119                         MUTEX_WARN_ON(flags & (MUTEX_FLAG_HANDOFF | MUTEX_FLAG_PICKUP));
120                         task = curr;
121                 }
122
123                 if (atomic_long_try_cmpxchg_acquire(&lock->owner, &owner, task | flags)) {
124                         if (task == curr)
125                                 return NULL;
126                         break;
127                 }
128         }
129
130         return __owner_task(owner);
131 }
132
133 /*
134  * Trylock or set HANDOFF
135  */
136 static inline bool __mutex_trylock_or_handoff(struct mutex *lock, bool handoff)
137 {
138         return !__mutex_trylock_common(lock, handoff);
139 }
140
141 /*
142  * Actual trylock that will work on any unlocked state.
143  */
144 static inline bool __mutex_trylock(struct mutex *lock)
145 {
146         return !__mutex_trylock_common(lock, false);
147 }
148
149 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
150 /*
151  * Lockdep annotations are contained to the slow paths for simplicity.
152  * There is nothing that would stop spreading the lockdep annotations outwards
153  * except more code.
154  */
155
156 /*
157  * Optimistic trylock that only works in the uncontended case. Make sure to
158  * follow with a __mutex_trylock() before failing.
159  */
160 static __always_inline bool __mutex_trylock_fast(struct mutex *lock)
161 {
162         unsigned long curr = (unsigned long)current;
163         unsigned long zero = 0UL;
164
165         if (atomic_long_try_cmpxchg_acquire(&lock->owner, &zero, curr))
166                 return true;
167
168         return false;
169 }
170
171 static __always_inline bool __mutex_unlock_fast(struct mutex *lock)
172 {
173         unsigned long curr = (unsigned long)current;
174
175         return atomic_long_try_cmpxchg_release(&lock->owner, &curr, 0UL);
176 }
177 #endif
178
179 static inline void __mutex_set_flag(struct mutex *lock, unsigned long flag)
180 {
181         atomic_long_or(flag, &lock->owner);
182 }
183
184 static inline void __mutex_clear_flag(struct mutex *lock, unsigned long flag)
185 {
186         atomic_long_andnot(flag, &lock->owner);
187 }
188
189 static inline bool __mutex_waiter_is_first(struct mutex *lock, struct mutex_waiter *waiter)
190 {
191         return list_first_entry(&lock->wait_list, struct mutex_waiter, list) == waiter;
192 }
193
194 /*
195  * Add @waiter to a given location in the lock wait_list and set the
196  * FLAG_WAITERS flag if it's the first waiter.
197  */
198 static void
199 __mutex_add_waiter(struct mutex *lock, struct mutex_waiter *waiter,
200                    struct list_head *list)
201 {
202         debug_mutex_add_waiter(lock, waiter, current);
203
204         list_add_tail(&waiter->list, list);
205         if (__mutex_waiter_is_first(lock, waiter))
206                 __mutex_set_flag(lock, MUTEX_FLAG_WAITERS);
207 }
208
209 static void
210 __mutex_remove_waiter(struct mutex *lock, struct mutex_waiter *waiter)
211 {
212         list_del(&waiter->list);
213         if (likely(list_empty(&lock->wait_list)))
214                 __mutex_clear_flag(lock, MUTEX_FLAGS);
215
216         debug_mutex_remove_waiter(lock, waiter, current);
217 }
218
219 /*
220  * Give up ownership to a specific task, when @task = NULL, this is equivalent
221  * to a regular unlock. Sets PICKUP on a handoff, clears HANDOFF, preserves
222  * WAITERS. Provides RELEASE semantics like a regular unlock, the
223  * __mutex_trylock() provides a matching ACQUIRE semantics for the handoff.
224  */
225 static void __mutex_handoff(struct mutex *lock, struct task_struct *task)
226 {
227         unsigned long owner = atomic_long_read(&lock->owner);
228
229         for (;;) {
230                 unsigned long new;
231
232                 MUTEX_WARN_ON(__owner_task(owner) != current);
233                 MUTEX_WARN_ON(owner & MUTEX_FLAG_PICKUP);
234
235                 new = (owner & MUTEX_FLAG_WAITERS);
236                 new |= (unsigned long)task;
237                 if (task)
238                         new |= MUTEX_FLAG_PICKUP;
239
240                 if (atomic_long_try_cmpxchg_release(&lock->owner, &owner, new))
241                         break;
242         }
243 }
244
245 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
246 /*
247  * We split the mutex lock/unlock logic into separate fastpath and
248  * slowpath functions, to reduce the register pressure on the fastpath.
249  * We also put the fastpath first in the kernel image, to make sure the
250  * branch is predicted by the CPU as default-untaken.
251  */
252 static void __sched __mutex_lock_slowpath(struct mutex *lock);
253
254 /**
255  * mutex_lock - acquire the mutex
256  * @lock: the mutex to be acquired
257  *
258  * Lock the mutex exclusively for this task. If the mutex is not
259  * available right now, it will sleep until it can get it.
260  *
261  * The mutex must later on be released by the same task that
262  * acquired it. Recursive locking is not allowed. The task
263  * may not exit without first unlocking the mutex. Also, kernel
264  * memory where the mutex resides must not be freed with
265  * the mutex still locked. The mutex must first be initialized
266  * (or statically defined) before it can be locked. memset()-ing
267  * the mutex to 0 is not allowed.
268  *
269  * (The CONFIG_DEBUG_MUTEXES .config option turns on debugging
270  * checks that will enforce the restrictions and will also do
271  * deadlock debugging)
272  *
273  * This function is similar to (but not equivalent to) down().
274  */
275 void __sched mutex_lock(struct mutex *lock)
276 {
277         might_sleep();
278
279         if (!__mutex_trylock_fast(lock))
280                 __mutex_lock_slowpath(lock);
281 }
282 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock);
283 #endif
284
285 #include "ww_mutex.h"
286
287 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
288
289 /*
290  * Trylock variant that returns the owning task on failure.
291  */
292 static inline struct task_struct *__mutex_trylock_or_owner(struct mutex *lock)
293 {
294         return __mutex_trylock_common(lock, false);
295 }
296
297 static inline
298 bool ww_mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ww_ctx,
299                             struct mutex_waiter *waiter)
300 {
301         struct ww_mutex *ww;
302
303         ww = container_of(lock, struct ww_mutex, base);
304
305         /*
306          * If ww->ctx is set the contents are undefined, only
307          * by acquiring wait_lock there is a guarantee that
308          * they are not invalid when reading.
309          *
310          * As such, when deadlock detection needs to be
311          * performed the optimistic spinning cannot be done.
312          *
313          * Check this in every inner iteration because we may
314          * be racing against another thread's ww_mutex_lock.
315          */
316         if (ww_ctx->acquired > 0 && READ_ONCE(ww->ctx))
317                 return false;
318
319         /*
320          * If we aren't on the wait list yet, cancel the spin
321          * if there are waiters. We want  to avoid stealing the
322          * lock from a waiter with an earlier stamp, since the
323          * other thread may already own a lock that we also
324          * need.
325          */
326         if (!waiter && (atomic_long_read(&lock->owner) & MUTEX_FLAG_WAITERS))
327                 return false;
328
329         /*
330          * Similarly, stop spinning if we are no longer the
331          * first waiter.
332          */
333         if (waiter && !__mutex_waiter_is_first(lock, waiter))
334                 return false;
335
336         return true;
337 }
338
339 /*
340  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer access and not
341  * reliable.
342  *
343  * "noinline" so that this function shows up on perf profiles.
344  */
345 static noinline
346 bool mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner,
347                          struct ww_acquire_ctx *ww_ctx, struct mutex_waiter *waiter)
348 {
349         bool ret = true;
350
351         rcu_read_lock();
352         while (__mutex_owner(lock) == owner) {
353                 /*
354                  * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_
355                  * checking lock->owner still matches owner. If that fails,
356                  * owner might point to freed memory. If it still matches,
357                  * the rcu_read_lock() ensures the memory stays valid.
358                  */
359                 barrier();
360
361                 /*
362                  * Use vcpu_is_preempted to detect lock holder preemption issue.
363                  */
364                 if (!owner->on_cpu || need_resched() ||
365                                 vcpu_is_preempted(task_cpu(owner))) {
366                         ret = false;
367                         break;
368                 }
369
370                 if (ww_ctx && !ww_mutex_spin_on_owner(lock, ww_ctx, waiter)) {
371                         ret = false;
372                         break;
373                 }
374
375                 cpu_relax();
376         }
377         rcu_read_unlock();
378
379         return ret;
380 }
381
382 /*
383  * Initial check for entering the mutex spinning loop
384  */
385 static inline int mutex_can_spin_on_owner(struct mutex *lock)
386 {
387         struct task_struct *owner;
388         int retval = 1;
389
390         if (need_resched())
391                 return 0;
392
393         rcu_read_lock();
394         owner = __mutex_owner(lock);
395
396         /*
397          * As lock holder preemption issue, we both skip spinning if task is not
398          * on cpu or its cpu is preempted
399          */
400         if (owner)
401                 retval = owner->on_cpu && !vcpu_is_preempted(task_cpu(owner));
402         rcu_read_unlock();
403
404         /*
405          * If lock->owner is not set, the mutex has been released. Return true
406          * such that we'll trylock in the spin path, which is a faster option
407          * than the blocking slow path.
408          */
409         return retval;
410 }
411
412 /*
413  * Optimistic spinning.
414  *
415  * We try to spin for acquisition when we find that the lock owner
416  * is currently running on a (different) CPU and while we don't
417  * need to reschedule. The rationale is that if the lock owner is
418  * running, it is likely to release the lock soon.
419  *
420  * The mutex spinners are queued up using MCS lock so that only one
421  * spinner can compete for the mutex. However, if mutex spinning isn't
422  * going to happen, there is no point in going through the lock/unlock
423  * overhead.
424  *
425  * Returns true when the lock was taken, otherwise false, indicating
426  * that we need to jump to the slowpath and sleep.
427  *
428  * The waiter flag is set to true if the spinner is a waiter in the wait
429  * queue. The waiter-spinner will spin on the lock directly and concurrently
430  * with the spinner at the head of the OSQ, if present, until the owner is
431  * changed to itself.
432  */
433 static __always_inline bool
434 mutex_optimistic_spin(struct mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ww_ctx,
435                       struct mutex_waiter *waiter)
436 {
437         if (!waiter) {
438                 /*
439                  * The purpose of the mutex_can_spin_on_owner() function is
440                  * to eliminate the overhead of osq_lock() and osq_unlock()
441                  * in case spinning isn't possible. As a waiter-spinner
442                  * is not going to take OSQ lock anyway, there is no need
443                  * to call mutex_can_spin_on_owner().
444                  */
445                 if (!mutex_can_spin_on_owner(lock))
446                         goto fail;
447
448                 /*
449                  * In order to avoid a stampede of mutex spinners trying to
450                  * acquire the mutex all at once, the spinners need to take a
451                  * MCS (queued) lock first before spinning on the owner field.
452                  */
453                 if (!osq_lock(&lock->osq))
454                         goto fail;
455         }
456
457         for (;;) {
458                 struct task_struct *owner;
459
460                 /* Try to acquire the mutex... */
461                 owner = __mutex_trylock_or_owner(lock);
462                 if (!owner)
463                         break;
464
465                 /*
466                  * There's an owner, wait for it to either
467                  * release the lock or go to sleep.
468                  */
469                 if (!mutex_spin_on_owner(lock, owner, ww_ctx, waiter))
470                         goto fail_unlock;
471
472                 /*
473                  * The cpu_relax() call is a compiler barrier which forces
474                  * everything in this loop to be re-loaded. We don't need
475                  * memory barriers as we'll eventually observe the right
476                  * values at the cost of a few extra spins.
477                  */
478                 cpu_relax();
479         }
480
481         if (!waiter)
482                 osq_unlock(&lock->osq);
483
484         return true;
485
486
487 fail_unlock:
488         if (!waiter)
489                 osq_unlock(&lock->osq);
490
491 fail:
492         /*
493          * If we fell out of the spin path because of need_resched(),
494          * reschedule now, before we try-lock the mutex. This avoids getting
495          * scheduled out right after we obtained the mutex.
496          */
497         if (need_resched()) {
498                 /*
499                  * We _should_ have TASK_RUNNING here, but just in case
500                  * we do not, make it so, otherwise we might get stuck.
501                  */
502                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
503                 schedule_preempt_disabled();
504         }
505
506         return false;
507 }
508 #else
509 static __always_inline bool
510 mutex_optimistic_spin(struct mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ww_ctx,
511                       struct mutex_waiter *waiter)
512 {
513         return false;
514 }
515 #endif
516
517 static noinline void __sched __mutex_unlock_slowpath(struct mutex *lock, unsigned long ip);
518
519 /**
520  * mutex_unlock - release the mutex
521  * @lock: the mutex to be released
522  *
523  * Unlock a mutex that has been locked by this task previously.
524  *
525  * This function must not be used in interrupt context. Unlocking
526  * of a not locked mutex is not allowed.
527  *
528  * This function is similar to (but not equivalent to) up().
529  */
530 void __sched mutex_unlock(struct mutex *lock)
531 {
532 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
533         if (__mutex_unlock_fast(lock))
534                 return;
535 #endif
536         __mutex_unlock_slowpath(lock, _RET_IP_);
537 }
538 EXPORT_SYMBOL(mutex_unlock);
539
540 /**
541  * ww_mutex_unlock - release the w/w mutex
542  * @lock: the mutex to be released
543  *
544  * Unlock a mutex that has been locked by this task previously with any of the
545  * ww_mutex_lock* functions (with or without an acquire context). It is
546  * forbidden to release the locks after releasing the acquire context.
547  *
548  * This function must not be used in interrupt context. Unlocking
549  * of a unlocked mutex is not allowed.
550  */
551 void __sched ww_mutex_unlock(struct ww_mutex *lock)
552 {
553         __ww_mutex_unlock(lock);
554         mutex_unlock(&lock->base);
555 }
556 EXPORT_SYMBOL(ww_mutex_unlock);
557
558 /*
559  * Lock a mutex (possibly interruptible), slowpath:
560  */
561 static __always_inline int __sched
562 __mutex_lock_common(struct mutex *lock, unsigned int state, unsigned int subclass,
563                     struct lockdep_map *nest_lock, unsigned long ip,
564                     struct ww_acquire_ctx *ww_ctx, const bool use_ww_ctx)
565 {
566         struct mutex_waiter waiter;
567         struct ww_mutex *ww;
568         int ret;
569
570         if (!use_ww_ctx)
571                 ww_ctx = NULL;
572
573         might_sleep();
574
575         MUTEX_WARN_ON(lock->magic != lock);
576
577         ww = container_of(lock, struct ww_mutex, base);
578         if (ww_ctx) {
579                 if (unlikely(ww_ctx == READ_ONCE(ww->ctx)))
580                         return -EALREADY;
581
582                 /*
583                  * Reset the wounded flag after a kill. No other process can
584                  * race and wound us here since they can't have a valid owner
585                  * pointer if we don't have any locks held.
586                  */
587                 if (ww_ctx->acquired == 0)
588                         ww_ctx->wounded = 0;
589
590 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
591                 nest_lock = &ww_ctx->dep_map;
592 #endif
593         }
594
595         preempt_disable();
596         mutex_acquire_nest(&lock->dep_map, subclass, 0, nest_lock, ip);
597
598         if (__mutex_trylock(lock) ||
599             mutex_optimistic_spin(lock, ww_ctx, NULL)) {
600                 /* got the lock, yay! */
601                 lock_acquired(&lock->dep_map, ip);
602                 if (ww_ctx)
603                         ww_mutex_set_context_fastpath(ww, ww_ctx);
604                 preempt_enable();
605                 return 0;
606         }
607
608         raw_spin_lock(&lock->wait_lock);
609         /*
610          * After waiting to acquire the wait_lock, try again.
611          */
612         if (__mutex_trylock(lock)) {
613                 if (ww_ctx)
614                         __ww_mutex_check_waiters(lock, ww_ctx);
615
616                 goto skip_wait;
617         }
618
619         debug_mutex_lock_common(lock, &waiter);
620         waiter.task = current;
621         if (use_ww_ctx)
622                 waiter.ww_ctx = ww_ctx;
623
624         lock_contended(&lock->dep_map, ip);
625
626         if (!use_ww_ctx) {
627                 /* add waiting tasks to the end of the waitqueue (FIFO): */
628                 __mutex_add_waiter(lock, &waiter, &lock->wait_list);
629         } else {
630                 /*
631                  * Add in stamp order, waking up waiters that must kill
632                  * themselves.
633                  */
634                 ret = __ww_mutex_add_waiter(&waiter, lock, ww_ctx);
635                 if (ret)
636                         goto err_early_kill;
637         }
638
639         set_current_state(state);
640         for (;;) {
641                 bool first;
642
643                 /*
644                  * Once we hold wait_lock, we're serialized against
645                  * mutex_unlock() handing the lock off to us, do a trylock
646                  * before testing the error conditions to make sure we pick up
647                  * the handoff.
648                  */
649                 if (__mutex_trylock(lock))
650                         goto acquired;
651
652                 /*
653                  * Check for signals and kill conditions while holding
654                  * wait_lock. This ensures the lock cancellation is ordered
655                  * against mutex_unlock() and wake-ups do not go missing.
656                  */
657                 if (signal_pending_state(state, current)) {
658                         ret = -EINTR;
659                         goto err;
660                 }
661
662                 if (ww_ctx) {
663                         ret = __ww_mutex_check_kill(lock, &waiter, ww_ctx);
664                         if (ret)
665                                 goto err;
666                 }
667
668                 raw_spin_unlock(&lock->wait_lock);
669                 schedule_preempt_disabled();
670
671                 first = __mutex_waiter_is_first(lock, &waiter);
672
673                 set_current_state(state);
674                 /*
675                  * Here we order against unlock; we must either see it change
676                  * state back to RUNNING and fall through the next schedule(),
677                  * or we must see its unlock and acquire.
678                  */
679                 if (__mutex_trylock_or_handoff(lock, first) ||
680                     (first && mutex_optimistic_spin(lock, ww_ctx, &waiter)))
681                         break;
682
683                 raw_spin_lock(&lock->wait_lock);
684         }
685         raw_spin_lock(&lock->wait_lock);
686 acquired:
687         __set_current_state(TASK_RUNNING);
688
689         if (ww_ctx) {
690                 /*
691                  * Wound-Wait; we stole the lock (!first_waiter), check the
692                  * waiters as anyone might want to wound us.
693                  */
694                 if (!ww_ctx->is_wait_die &&
695                     !__mutex_waiter_is_first(lock, &waiter))
696                         __ww_mutex_check_waiters(lock, ww_ctx);
697         }
698
699         __mutex_remove_waiter(lock, &waiter);
700
701         debug_mutex_free_waiter(&waiter);
702
703 skip_wait:
704         /* got the lock - cleanup and rejoice! */
705         lock_acquired(&lock->dep_map, ip);
706
707         if (ww_ctx)
708                 ww_mutex_lock_acquired(ww, ww_ctx);
709
710         raw_spin_unlock(&lock->wait_lock);
711         preempt_enable();
712         return 0;
713
714 err:
715         __set_current_state(TASK_RUNNING);
716         __mutex_remove_waiter(lock, &waiter);
717 err_early_kill:
718         raw_spin_unlock(&lock->wait_lock);
719         debug_mutex_free_waiter(&waiter);
720         mutex_release(&lock->dep_map, ip);
721         preempt_enable();
722         return ret;
723 }
724
725 static int __sched
726 __mutex_lock(struct mutex *lock, unsigned int state, unsigned int subclass,
727              struct lockdep_map *nest_lock, unsigned long ip)
728 {
729         return __mutex_lock_common(lock, state, subclass, nest_lock, ip, NULL, false);
730 }
731
732 static int __sched
733 __ww_mutex_lock(struct mutex *lock, unsigned int state, unsigned int subclass,
734                 unsigned long ip, struct ww_acquire_ctx *ww_ctx)
735 {
736         return __mutex_lock_common(lock, state, subclass, NULL, ip, ww_ctx, true);
737 }
738
739 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
740 void __sched
741 mutex_lock_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
742 {
743         __mutex_lock(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE, subclass, NULL, _RET_IP_);
744 }
745
746 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_nested);
747
748 void __sched
749 _mutex_lock_nest_lock(struct mutex *lock, struct lockdep_map *nest)
750 {
751         __mutex_lock(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE, 0, nest, _RET_IP_);
752 }
753 EXPORT_SYMBOL_GPL(_mutex_lock_nest_lock);
754
755 int __sched
756 mutex_lock_killable_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
757 {
758         return __mutex_lock(lock, TASK_KILLABLE, subclass, NULL, _RET_IP_);
759 }
760 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_killable_nested);
761
762 int __sched
763 mutex_lock_interruptible_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
764 {
765         return __mutex_lock(lock, TASK_INTERRUPTIBLE, subclass, NULL, _RET_IP_);
766 }
767 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_interruptible_nested);
768
769 void __sched
770 mutex_lock_io_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
771 {
772         int token;
773
774         might_sleep();
775
776         token = io_schedule_prepare();
777         __mutex_lock_common(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
778                             subclass, NULL, _RET_IP_, NULL, 0);
779         io_schedule_finish(token);
780 }
781 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_io_nested);
782
783 static inline int
784 ww_mutex_deadlock_injection(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
785 {
786 #ifdef CONFIG_DEBUG_WW_MUTEX_SLOWPATH
787         unsigned tmp;
788
789         if (ctx->deadlock_inject_countdown-- == 0) {
790                 tmp = ctx->deadlock_inject_interval;
791                 if (tmp > UINT_MAX/4)
792                         tmp = UINT_MAX;
793                 else
794                         tmp = tmp*2 + tmp + tmp/2;
795
796                 ctx->deadlock_inject_interval = tmp;
797                 ctx->deadlock_inject_countdown = tmp;
798                 ctx->contending_lock = lock;
799
800                 ww_mutex_unlock(lock);
801
802                 return -EDEADLK;
803         }
804 #endif
805
806         return 0;
807 }
808
809 int __sched
810 ww_mutex_lock(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
811 {
812         int ret;
813
814         might_sleep();
815         ret =  __ww_mutex_lock(&lock->base, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
816                                0, _RET_IP_, ctx);
817         if (!ret && ctx && ctx->acquired > 1)
818                 return ww_mutex_deadlock_injection(lock, ctx);
819
820         return ret;
821 }
822 EXPORT_SYMBOL_GPL(ww_mutex_lock);
823
824 int __sched
825 ww_mutex_lock_interruptible(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
826 {
827         int ret;
828
829         might_sleep();
830         ret = __ww_mutex_lock(&lock->base, TASK_INTERRUPTIBLE,
831                               0, _RET_IP_, ctx);
832
833         if (!ret && ctx && ctx->acquired > 1)
834                 return ww_mutex_deadlock_injection(lock, ctx);
835
836         return ret;
837 }
838 EXPORT_SYMBOL_GPL(ww_mutex_lock_interruptible);
839
840 #endif
841
842 /*
843  * Release the lock, slowpath:
844  */
845 static noinline void __sched __mutex_unlock_slowpath(struct mutex *lock, unsigned long ip)
846 {
847         struct task_struct *next = NULL;
848         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
849         unsigned long owner;
850
851         mutex_release(&lock->dep_map, ip);
852
853         /*
854          * Release the lock before (potentially) taking the spinlock such that
855          * other contenders can get on with things ASAP.
856          *
857          * Except when HANDOFF, in that case we must not clear the owner field,
858          * but instead set it to the top waiter.
859          */
860         owner = atomic_long_read(&lock->owner);
861         for (;;) {
862                 MUTEX_WARN_ON(__owner_task(owner) != current);
863                 MUTEX_WARN_ON(owner & MUTEX_FLAG_PICKUP);
864
865                 if (owner & MUTEX_FLAG_HANDOFF)
866                         break;
867
868                 if (atomic_long_try_cmpxchg_release(&lock->owner, &owner, __owner_flags(owner))) {
869                         if (owner & MUTEX_FLAG_WAITERS)
870                                 break;
871
872                         return;
873                 }
874         }
875
876         raw_spin_lock(&lock->wait_lock);
877         debug_mutex_unlock(lock);
878         if (!list_empty(&lock->wait_list)) {
879                 /* get the first entry from the wait-list: */
880                 struct mutex_waiter *waiter =
881                         list_first_entry(&lock->wait_list,
882                                          struct mutex_waiter, list);
883
884                 next = waiter->task;
885
886                 debug_mutex_wake_waiter(lock, waiter);
887                 wake_q_add(&wake_q, next);
888         }
889
890         if (owner & MUTEX_FLAG_HANDOFF)
891                 __mutex_handoff(lock, next);
892
893         raw_spin_unlock(&lock->wait_lock);
894
895         wake_up_q(&wake_q);
896 }
897
898 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
899 /*
900  * Here come the less common (and hence less performance-critical) APIs:
901  * mutex_lock_interruptible() and mutex_trylock().
902  */
903 static noinline int __sched
904 __mutex_lock_killable_slowpath(struct mutex *lock);
905
906 static noinline int __sched
907 __mutex_lock_interruptible_slowpath(struct mutex *lock);
908
909 /**
910  * mutex_lock_interruptible() - Acquire the mutex, interruptible by signals.
911  * @lock: The mutex to be acquired.
912  *
913  * Lock the mutex like mutex_lock().  If a signal is delivered while the
914  * process is sleeping, this function will return without acquiring the
915  * mutex.
916  *
917  * Context: Process context.
918  * Return: 0 if the lock was successfully acquired or %-EINTR if a
919  * signal arrived.
920  */
921 int __sched mutex_lock_interruptible(struct mutex *lock)
922 {
923         might_sleep();
924
925         if (__mutex_trylock_fast(lock))
926                 return 0;
927
928         return __mutex_lock_interruptible_slowpath(lock);
929 }
930
931 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock_interruptible);
932
933 /**
934  * mutex_lock_killable() - Acquire the mutex, interruptible by fatal signals.
935  * @lock: The mutex to be acquired.
936  *
937  * Lock the mutex like mutex_lock().  If a signal which will be fatal to
938  * the current process is delivered while the process is sleeping, this
939  * function will return without acquiring the mutex.
940  *
941  * Context: Process context.
942  * Return: 0 if the lock was successfully acquired or %-EINTR if a
943  * fatal signal arrived.
944  */
945 int __sched mutex_lock_killable(struct mutex *lock)
946 {
947         might_sleep();
948
949         if (__mutex_trylock_fast(lock))
950                 return 0;
951
952         return __mutex_lock_killable_slowpath(lock);
953 }
954 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock_killable);
955
956 /**
957  * mutex_lock_io() - Acquire the mutex and mark the process as waiting for I/O
958  * @lock: The mutex to be acquired.
959  *
960  * Lock the mutex like mutex_lock().  While the task is waiting for this
961  * mutex, it will be accounted as being in the IO wait state by the
962  * scheduler.
963  *
964  * Context: Process context.
965  */
966 void __sched mutex_lock_io(struct mutex *lock)
967 {
968         int token;
969
970         token = io_schedule_prepare();
971         mutex_lock(lock);
972         io_schedule_finish(token);
973 }
974 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_io);
975
976 static noinline void __sched
977 __mutex_lock_slowpath(struct mutex *lock)
978 {
979         __mutex_lock(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE, 0, NULL, _RET_IP_);
980 }
981
982 static noinline int __sched
983 __mutex_lock_killable_slowpath(struct mutex *lock)
984 {
985         return __mutex_lock(lock, TASK_KILLABLE, 0, NULL, _RET_IP_);
986 }
987
988 static noinline int __sched
989 __mutex_lock_interruptible_slowpath(struct mutex *lock)
990 {
991         return __mutex_lock(lock, TASK_INTERRUPTIBLE, 0, NULL, _RET_IP_);
992 }
993
994 static noinline int __sched
995 __ww_mutex_lock_slowpath(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
996 {
997         return __ww_mutex_lock(&lock->base, TASK_UNINTERRUPTIBLE, 0,
998                                _RET_IP_, ctx);
999 }
1000
1001 static noinline int __sched
1002 __ww_mutex_lock_interruptible_slowpath(struct ww_mutex *lock,
1003                                             struct ww_acquire_ctx *ctx)
1004 {
1005         return __ww_mutex_lock(&lock->base, TASK_INTERRUPTIBLE, 0,
1006                                _RET_IP_, ctx);
1007 }
1008
1009 #endif
1010
1011 /**
1012  * mutex_trylock - try to acquire the mutex, without waiting
1013  * @lock: the mutex to be acquired
1014  *
1015  * Try to acquire the mutex atomically. Returns 1 if the mutex
1016  * has been acquired successfully, and 0 on contention.
1017  *
1018  * NOTE: this function follows the spin_trylock() convention, so
1019  * it is negated from the down_trylock() return values! Be careful
1020  * about this when converting semaphore users to mutexes.
1021  *
1022  * This function must not be used in interrupt context. The
1023  * mutex must be released by the same task that acquired it.
1024  */
1025 int __sched mutex_trylock(struct mutex *lock)
1026 {
1027         bool locked;
1028
1029         MUTEX_WARN_ON(lock->magic != lock);
1030
1031         locked = __mutex_trylock(lock);
1032         if (locked)
1033                 mutex_acquire(&lock->dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1034
1035         return locked;
1036 }
1037 EXPORT_SYMBOL(mutex_trylock);
1038
1039 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
1040 int __sched
1041 ww_mutex_lock(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
1042 {
1043         might_sleep();
1044
1045         if (__mutex_trylock_fast(&lock->base)) {
1046                 if (ctx)
1047                         ww_mutex_set_context_fastpath(lock, ctx);
1048                 return 0;
1049         }
1050
1051         return __ww_mutex_lock_slowpath(lock, ctx);
1052 }
1053 EXPORT_SYMBOL(ww_mutex_lock);
1054
1055 int __sched
1056 ww_mutex_lock_interruptible(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
1057 {
1058         might_sleep();
1059
1060         if (__mutex_trylock_fast(&lock->base)) {
1061                 if (ctx)
1062                         ww_mutex_set_context_fastpath(lock, ctx);
1063                 return 0;
1064         }
1065
1066         return __ww_mutex_lock_interruptible_slowpath(lock, ctx);
1067 }
1068 EXPORT_SYMBOL(ww_mutex_lock_interruptible);
1069
1070 #endif /* !CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
1071 #endif /* !CONFIG_PREEMPT_RT */
1072
1073 /**
1074  * atomic_dec_and_mutex_lock - return holding mutex if we dec to 0
1075  * @cnt: the atomic which we are to dec
1076  * @lock: the mutex to return holding if we dec to 0
1077  *
1078  * return true and hold lock if we dec to 0, return false otherwise
1079  */
1080 int atomic_dec_and_mutex_lock(atomic_t *cnt, struct mutex *lock)
1081 {
1082         /* dec if we can't possibly hit 0 */
1083         if (atomic_add_unless(cnt, -1, 1))
1084                 return 0;
1085         /* we might hit 0, so take the lock */
1086         mutex_lock(lock);
1087         if (!atomic_dec_and_test(cnt)) {
1088                 /* when we actually did the dec, we didn't hit 0 */
1089                 mutex_unlock(lock);
1090                 return 0;
1091         }
1092         /* we hit 0, and we hold the lock */
1093         return 1;
1094 }
1095 EXPORT_SYMBOL(atomic_dec_and_mutex_lock);