]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/locking/mutex.c
Merge branch 'linus' into sched/core, to pick up fixes and refresh the branch
[linux.git] / kernel / locking / mutex.c
1 /*
2  * kernel/locking/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/locking/mutex-design.txt.
19  */
20 #include <linux/mutex.h>
21 #include <linux/ww_mutex.h>
22 #include <linux/sched.h>
23 #include <linux/sched/rt.h>
24 #include <linux/export.h>
25 #include <linux/spinlock.h>
26 #include <linux/interrupt.h>
27 #include <linux/debug_locks.h>
28 #include <linux/osq_lock.h>
29
30 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
31 # include "mutex-debug.h"
32 #else
33 # include "mutex.h"
34 #endif
35
36 void
37 __mutex_init(struct mutex *lock, const char *name, struct lock_class_key *key)
38 {
39         atomic_long_set(&lock->owner, 0);
40         spin_lock_init(&lock->wait_lock);
41         INIT_LIST_HEAD(&lock->wait_list);
42 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
43         osq_lock_init(&lock->osq);
44 #endif
45
46         debug_mutex_init(lock, name, key);
47 }
48 EXPORT_SYMBOL(__mutex_init);
49
50 /*
51  * @owner: contains: 'struct task_struct *' to the current lock owner,
52  * NULL means not owned. Since task_struct pointers are aligned at
53  * ARCH_MIN_TASKALIGN (which is at least sizeof(void *)), we have low
54  * bits to store extra state.
55  *
56  * Bit0 indicates a non-empty waiter list; unlock must issue a wakeup.
57  * Bit1 indicates unlock needs to hand the lock to the top-waiter
58  */
59 #define MUTEX_FLAG_WAITERS      0x01
60 #define MUTEX_FLAG_HANDOFF      0x02
61
62 #define MUTEX_FLAGS             0x03
63
64 static inline struct task_struct *__owner_task(unsigned long owner)
65 {
66         return (struct task_struct *)(owner & ~MUTEX_FLAGS);
67 }
68
69 static inline unsigned long __owner_flags(unsigned long owner)
70 {
71         return owner & MUTEX_FLAGS;
72 }
73
74 /*
75  * Actual trylock that will work on any unlocked state.
76  *
77  * When setting the owner field, we must preserve the low flag bits.
78  *
79  * Be careful with @handoff, only set that in a wait-loop (where you set
80  * HANDOFF) to avoid recursive lock attempts.
81  */
82 static inline bool __mutex_trylock(struct mutex *lock, const bool handoff)
83 {
84         unsigned long owner, curr = (unsigned long)current;
85
86         owner = atomic_long_read(&lock->owner);
87         for (;;) { /* must loop, can race against a flag */
88                 unsigned long old, flags = __owner_flags(owner);
89
90                 if (__owner_task(owner)) {
91                         if (handoff && unlikely(__owner_task(owner) == current)) {
92                                 /*
93                                  * Provide ACQUIRE semantics for the lock-handoff.
94                                  *
95                                  * We cannot easily use load-acquire here, since
96                                  * the actual load is a failed cmpxchg, which
97                                  * doesn't imply any barriers.
98                                  *
99                                  * Also, this is a fairly unlikely scenario, and
100                                  * this contains the cost.
101                                  */
102                                 smp_mb(); /* ACQUIRE */
103                                 return true;
104                         }
105
106                         return false;
107                 }
108
109                 /*
110                  * We set the HANDOFF bit, we must make sure it doesn't live
111                  * past the point where we acquire it. This would be possible
112                  * if we (accidentally) set the bit on an unlocked mutex.
113                  */
114                 if (handoff)
115                         flags &= ~MUTEX_FLAG_HANDOFF;
116
117                 old = atomic_long_cmpxchg_acquire(&lock->owner, owner, curr | flags);
118                 if (old == owner)
119                         return true;
120
121                 owner = old;
122         }
123 }
124
125 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
126 /*
127  * Lockdep annotations are contained to the slow paths for simplicity.
128  * There is nothing that would stop spreading the lockdep annotations outwards
129  * except more code.
130  */
131
132 /*
133  * Optimistic trylock that only works in the uncontended case. Make sure to
134  * follow with a __mutex_trylock() before failing.
135  */
136 static __always_inline bool __mutex_trylock_fast(struct mutex *lock)
137 {
138         unsigned long curr = (unsigned long)current;
139
140         if (!atomic_long_cmpxchg_acquire(&lock->owner, 0UL, curr))
141                 return true;
142
143         return false;
144 }
145
146 static __always_inline bool __mutex_unlock_fast(struct mutex *lock)
147 {
148         unsigned long curr = (unsigned long)current;
149
150         if (atomic_long_cmpxchg_release(&lock->owner, curr, 0UL) == curr)
151                 return true;
152
153         return false;
154 }
155 #endif
156
157 static inline void __mutex_set_flag(struct mutex *lock, unsigned long flag)
158 {
159         atomic_long_or(flag, &lock->owner);
160 }
161
162 static inline void __mutex_clear_flag(struct mutex *lock, unsigned long flag)
163 {
164         atomic_long_andnot(flag, &lock->owner);
165 }
166
167 static inline bool __mutex_waiter_is_first(struct mutex *lock, struct mutex_waiter *waiter)
168 {
169         return list_first_entry(&lock->wait_list, struct mutex_waiter, list) == waiter;
170 }
171
172 /*
173  * Give up ownership to a specific task, when @task = NULL, this is equivalent
174  * to a regular unlock. Clears HANDOFF, preserves WAITERS. Provides RELEASE
175  * semantics like a regular unlock, the __mutex_trylock() provides matching
176  * ACQUIRE semantics for the handoff.
177  */
178 static void __mutex_handoff(struct mutex *lock, struct task_struct *task)
179 {
180         unsigned long owner = atomic_long_read(&lock->owner);
181
182         for (;;) {
183                 unsigned long old, new;
184
185 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
186                 DEBUG_LOCKS_WARN_ON(__owner_task(owner) != current);
187 #endif
188
189                 new = (owner & MUTEX_FLAG_WAITERS);
190                 new |= (unsigned long)task;
191
192                 old = atomic_long_cmpxchg_release(&lock->owner, owner, new);
193                 if (old == owner)
194                         break;
195
196                 owner = old;
197         }
198 }
199
200 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
201 /*
202  * We split the mutex lock/unlock logic into separate fastpath and
203  * slowpath functions, to reduce the register pressure on the fastpath.
204  * We also put the fastpath first in the kernel image, to make sure the
205  * branch is predicted by the CPU as default-untaken.
206  */
207 static void __sched __mutex_lock_slowpath(struct mutex *lock);
208
209 /**
210  * mutex_lock - acquire the mutex
211  * @lock: the mutex to be acquired
212  *
213  * Lock the mutex exclusively for this task. If the mutex is not
214  * available right now, it will sleep until it can get it.
215  *
216  * The mutex must later on be released by the same task that
217  * acquired it. Recursive locking is not allowed. The task
218  * may not exit without first unlocking the mutex. Also, kernel
219  * memory where the mutex resides must not be freed with
220  * the mutex still locked. The mutex must first be initialized
221  * (or statically defined) before it can be locked. memset()-ing
222  * the mutex to 0 is not allowed.
223  *
224  * ( The CONFIG_DEBUG_MUTEXES .config option turns on debugging
225  *   checks that will enforce the restrictions and will also do
226  *   deadlock debugging. )
227  *
228  * This function is similar to (but not equivalent to) down().
229  */
230 void __sched mutex_lock(struct mutex *lock)
231 {
232         might_sleep();
233
234         if (!__mutex_trylock_fast(lock))
235                 __mutex_lock_slowpath(lock);
236 }
237 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock);
238 #endif
239
240 static __always_inline void ww_mutex_lock_acquired(struct ww_mutex *ww,
241                                                    struct ww_acquire_ctx *ww_ctx)
242 {
243 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
244         /*
245          * If this WARN_ON triggers, you used ww_mutex_lock to acquire,
246          * but released with a normal mutex_unlock in this call.
247          *
248          * This should never happen, always use ww_mutex_unlock.
249          */
250         DEBUG_LOCKS_WARN_ON(ww->ctx);
251
252         /*
253          * Not quite done after calling ww_acquire_done() ?
254          */
255         DEBUG_LOCKS_WARN_ON(ww_ctx->done_acquire);
256
257         if (ww_ctx->contending_lock) {
258                 /*
259                  * After -EDEADLK you tried to
260                  * acquire a different ww_mutex? Bad!
261                  */
262                 DEBUG_LOCKS_WARN_ON(ww_ctx->contending_lock != ww);
263
264                 /*
265                  * You called ww_mutex_lock after receiving -EDEADLK,
266                  * but 'forgot' to unlock everything else first?
267                  */
268                 DEBUG_LOCKS_WARN_ON(ww_ctx->acquired > 0);
269                 ww_ctx->contending_lock = NULL;
270         }
271
272         /*
273          * Naughty, using a different class will lead to undefined behavior!
274          */
275         DEBUG_LOCKS_WARN_ON(ww_ctx->ww_class != ww->ww_class);
276 #endif
277         ww_ctx->acquired++;
278 }
279
280 /*
281  * After acquiring lock with fastpath or when we lost out in contested
282  * slowpath, set ctx and wake up any waiters so they can recheck.
283  */
284 static __always_inline void
285 ww_mutex_set_context_fastpath(struct ww_mutex *lock,
286                                struct ww_acquire_ctx *ctx)
287 {
288         unsigned long flags;
289         struct mutex_waiter *cur;
290
291         ww_mutex_lock_acquired(lock, ctx);
292
293         lock->ctx = ctx;
294
295         /*
296          * The lock->ctx update should be visible on all cores before
297          * the atomic read is done, otherwise contended waiters might be
298          * missed. The contended waiters will either see ww_ctx == NULL
299          * and keep spinning, or it will acquire wait_lock, add itself
300          * to waiter list and sleep.
301          */
302         smp_mb(); /* ^^^ */
303
304         /*
305          * Check if lock is contended, if not there is nobody to wake up
306          */
307         if (likely(!(atomic_long_read(&lock->base.owner) & MUTEX_FLAG_WAITERS)))
308                 return;
309
310         /*
311          * Uh oh, we raced in fastpath, wake up everyone in this case,
312          * so they can see the new lock->ctx.
313          */
314         spin_lock_mutex(&lock->base.wait_lock, flags);
315         list_for_each_entry(cur, &lock->base.wait_list, list) {
316                 debug_mutex_wake_waiter(&lock->base, cur);
317                 wake_up_process(cur->task);
318         }
319         spin_unlock_mutex(&lock->base.wait_lock, flags);
320 }
321
322 /*
323  * After acquiring lock in the slowpath set ctx and wake up any
324  * waiters so they can recheck.
325  *
326  * Callers must hold the mutex wait_lock.
327  */
328 static __always_inline void
329 ww_mutex_set_context_slowpath(struct ww_mutex *lock,
330                               struct ww_acquire_ctx *ctx)
331 {
332         struct mutex_waiter *cur;
333
334         ww_mutex_lock_acquired(lock, ctx);
335         lock->ctx = ctx;
336
337         /*
338          * Give any possible sleeping processes the chance to wake up,
339          * so they can recheck if they have to back off.
340          */
341         list_for_each_entry(cur, &lock->base.wait_list, list) {
342                 debug_mutex_wake_waiter(&lock->base, cur);
343                 wake_up_process(cur->task);
344         }
345 }
346
347 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
348 /*
349  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
350  * access and not reliable.
351  */
352 static noinline
353 bool mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
354 {
355         bool ret = true;
356
357         rcu_read_lock();
358         while (__mutex_owner(lock) == owner) {
359                 /*
360                  * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_
361                  * checking lock->owner still matches owner. If that fails,
362                  * owner might point to freed memory. If it still matches,
363                  * the rcu_read_lock() ensures the memory stays valid.
364                  */
365                 barrier();
366
367                 /*
368                  * Use vcpu_is_preempted to detect lock holder preemption issue.
369                  */
370                 if (!owner->on_cpu || need_resched() ||
371                                 vcpu_is_preempted(task_cpu(owner))) {
372                         ret = false;
373                         break;
374                 }
375
376                 cpu_relax();
377         }
378         rcu_read_unlock();
379
380         return ret;
381 }
382
383 /*
384  * Initial check for entering the mutex spinning loop
385  */
386 static inline int mutex_can_spin_on_owner(struct mutex *lock)
387 {
388         struct task_struct *owner;
389         int retval = 1;
390
391         if (need_resched())
392                 return 0;
393
394         rcu_read_lock();
395         owner = __mutex_owner(lock);
396
397         /*
398          * As lock holder preemption issue, we both skip spinning if task is not
399          * on cpu or its cpu is preempted
400          */
401         if (owner)
402                 retval = owner->on_cpu && !vcpu_is_preempted(task_cpu(owner));
403         rcu_read_unlock();
404
405         /*
406          * If lock->owner is not set, the mutex has been released. Return true
407          * such that we'll trylock in the spin path, which is a faster option
408          * than the blocking slow path.
409          */
410         return retval;
411 }
412
413 /*
414  * Optimistic spinning.
415  *
416  * We try to spin for acquisition when we find that the lock owner
417  * is currently running on a (different) CPU and while we don't
418  * need to reschedule. The rationale is that if the lock owner is
419  * running, it is likely to release the lock soon.
420  *
421  * The mutex spinners are queued up using MCS lock so that only one
422  * spinner can compete for the mutex. However, if mutex spinning isn't
423  * going to happen, there is no point in going through the lock/unlock
424  * overhead.
425  *
426  * Returns true when the lock was taken, otherwise false, indicating
427  * that we need to jump to the slowpath and sleep.
428  *
429  * The waiter flag is set to true if the spinner is a waiter in the wait
430  * queue. The waiter-spinner will spin on the lock directly and concurrently
431  * with the spinner at the head of the OSQ, if present, until the owner is
432  * changed to itself.
433  */
434 static bool mutex_optimistic_spin(struct mutex *lock,
435                                   struct ww_acquire_ctx *ww_ctx,
436                                   const bool use_ww_ctx, const bool waiter)
437 {
438         struct task_struct *task = current;
439
440         if (!waiter) {
441                 /*
442                  * The purpose of the mutex_can_spin_on_owner() function is
443                  * to eliminate the overhead of osq_lock() and osq_unlock()
444                  * in case spinning isn't possible. As a waiter-spinner
445                  * is not going to take OSQ lock anyway, there is no need
446                  * to call mutex_can_spin_on_owner().
447                  */
448                 if (!mutex_can_spin_on_owner(lock))
449                         goto fail;
450
451                 /*
452                  * In order to avoid a stampede of mutex spinners trying to
453                  * acquire the mutex all at once, the spinners need to take a
454                  * MCS (queued) lock first before spinning on the owner field.
455                  */
456                 if (!osq_lock(&lock->osq))
457                         goto fail;
458         }
459
460         for (;;) {
461                 struct task_struct *owner;
462
463                 if (use_ww_ctx && ww_ctx->acquired > 0) {
464                         struct ww_mutex *ww;
465
466                         ww = container_of(lock, struct ww_mutex, base);
467                         /*
468                          * If ww->ctx is set the contents are undefined, only
469                          * by acquiring wait_lock there is a guarantee that
470                          * they are not invalid when reading.
471                          *
472                          * As such, when deadlock detection needs to be
473                          * performed the optimistic spinning cannot be done.
474                          */
475                         if (READ_ONCE(ww->ctx))
476                                 goto fail_unlock;
477                 }
478
479                 /*
480                  * If there's an owner, wait for it to either
481                  * release the lock or go to sleep.
482                  */
483                 owner = __mutex_owner(lock);
484                 if (owner) {
485                         if (waiter && owner == task) {
486                                 smp_mb(); /* ACQUIRE */
487                                 break;
488                         }
489
490                         if (!mutex_spin_on_owner(lock, owner))
491                                 goto fail_unlock;
492                 }
493
494                 /* Try to acquire the mutex if it is unlocked. */
495                 if (__mutex_trylock(lock, waiter))
496                         break;
497
498                 /*
499                  * The cpu_relax() call is a compiler barrier which forces
500                  * everything in this loop to be re-loaded. We don't need
501                  * memory barriers as we'll eventually observe the right
502                  * values at the cost of a few extra spins.
503                  */
504                 cpu_relax();
505         }
506
507         if (!waiter)
508                 osq_unlock(&lock->osq);
509
510         return true;
511
512
513 fail_unlock:
514         if (!waiter)
515                 osq_unlock(&lock->osq);
516
517 fail:
518         /*
519          * If we fell out of the spin path because of need_resched(),
520          * reschedule now, before we try-lock the mutex. This avoids getting
521          * scheduled out right after we obtained the mutex.
522          */
523         if (need_resched()) {
524                 /*
525                  * We _should_ have TASK_RUNNING here, but just in case
526                  * we do not, make it so, otherwise we might get stuck.
527                  */
528                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
529                 schedule_preempt_disabled();
530         }
531
532         return false;
533 }
534 #else
535 static bool mutex_optimistic_spin(struct mutex *lock,
536                                   struct ww_acquire_ctx *ww_ctx,
537                                   const bool use_ww_ctx, const bool waiter)
538 {
539         return false;
540 }
541 #endif
542
543 static noinline void __sched __mutex_unlock_slowpath(struct mutex *lock, unsigned long ip);
544
545 /**
546  * mutex_unlock - release the mutex
547  * @lock: the mutex to be released
548  *
549  * Unlock a mutex that has been locked by this task previously.
550  *
551  * This function must not be used in interrupt context. Unlocking
552  * of a not locked mutex is not allowed.
553  *
554  * This function is similar to (but not equivalent to) up().
555  */
556 void __sched mutex_unlock(struct mutex *lock)
557 {
558 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
559         if (__mutex_unlock_fast(lock))
560                 return;
561 #endif
562         __mutex_unlock_slowpath(lock, _RET_IP_);
563 }
564 EXPORT_SYMBOL(mutex_unlock);
565
566 /**
567  * ww_mutex_unlock - release the w/w mutex
568  * @lock: the mutex to be released
569  *
570  * Unlock a mutex that has been locked by this task previously with any of the
571  * ww_mutex_lock* functions (with or without an acquire context). It is
572  * forbidden to release the locks after releasing the acquire context.
573  *
574  * This function must not be used in interrupt context. Unlocking
575  * of a unlocked mutex is not allowed.
576  */
577 void __sched ww_mutex_unlock(struct ww_mutex *lock)
578 {
579         /*
580          * The unlocking fastpath is the 0->1 transition from 'locked'
581          * into 'unlocked' state:
582          */
583         if (lock->ctx) {
584 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
585                 DEBUG_LOCKS_WARN_ON(!lock->ctx->acquired);
586 #endif
587                 if (lock->ctx->acquired > 0)
588                         lock->ctx->acquired--;
589                 lock->ctx = NULL;
590         }
591
592         mutex_unlock(&lock->base);
593 }
594 EXPORT_SYMBOL(ww_mutex_unlock);
595
596 static inline int __sched
597 __ww_mutex_lock_check_stamp(struct mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
598 {
599         struct ww_mutex *ww = container_of(lock, struct ww_mutex, base);
600         struct ww_acquire_ctx *hold_ctx = READ_ONCE(ww->ctx);
601
602         if (!hold_ctx)
603                 return 0;
604
605         if (ctx->stamp - hold_ctx->stamp <= LONG_MAX &&
606             (ctx->stamp != hold_ctx->stamp || ctx > hold_ctx)) {
607 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
608                 DEBUG_LOCKS_WARN_ON(ctx->contending_lock);
609                 ctx->contending_lock = ww;
610 #endif
611                 return -EDEADLK;
612         }
613
614         return 0;
615 }
616
617 /*
618  * Lock a mutex (possibly interruptible), slowpath:
619  */
620 static __always_inline int __sched
621 __mutex_lock_common(struct mutex *lock, long state, unsigned int subclass,
622                     struct lockdep_map *nest_lock, unsigned long ip,
623                     struct ww_acquire_ctx *ww_ctx, const bool use_ww_ctx)
624 {
625         struct task_struct *task = current;
626         struct mutex_waiter waiter;
627         unsigned long flags;
628         bool first = false;
629         struct ww_mutex *ww;
630         int ret;
631
632         if (use_ww_ctx) {
633                 ww = container_of(lock, struct ww_mutex, base);
634                 if (unlikely(ww_ctx == READ_ONCE(ww->ctx)))
635                         return -EALREADY;
636         }
637
638         preempt_disable();
639         mutex_acquire_nest(&lock->dep_map, subclass, 0, nest_lock, ip);
640
641         if (__mutex_trylock(lock, false) ||
642             mutex_optimistic_spin(lock, ww_ctx, use_ww_ctx, false)) {
643                 /* got the lock, yay! */
644                 lock_acquired(&lock->dep_map, ip);
645                 if (use_ww_ctx)
646                         ww_mutex_set_context_fastpath(ww, ww_ctx);
647                 preempt_enable();
648                 return 0;
649         }
650
651         spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
652         /*
653          * After waiting to acquire the wait_lock, try again.
654          */
655         if (__mutex_trylock(lock, false))
656                 goto skip_wait;
657
658         debug_mutex_lock_common(lock, &waiter);
659         debug_mutex_add_waiter(lock, &waiter, task);
660
661         /* add waiting tasks to the end of the waitqueue (FIFO): */
662         list_add_tail(&waiter.list, &lock->wait_list);
663         waiter.task = task;
664
665         if (__mutex_waiter_is_first(lock, &waiter))
666                 __mutex_set_flag(lock, MUTEX_FLAG_WAITERS);
667
668         lock_contended(&lock->dep_map, ip);
669
670         set_task_state(task, state);
671         for (;;) {
672                 /*
673                  * Once we hold wait_lock, we're serialized against
674                  * mutex_unlock() handing the lock off to us, do a trylock
675                  * before testing the error conditions to make sure we pick up
676                  * the handoff.
677                  */
678                 if (__mutex_trylock(lock, first))
679                         goto acquired;
680
681                 /*
682                  * Check for signals and wound conditions while holding
683                  * wait_lock. This ensures the lock cancellation is ordered
684                  * against mutex_unlock() and wake-ups do not go missing.
685                  */
686                 if (unlikely(signal_pending_state(state, task))) {
687                         ret = -EINTR;
688                         goto err;
689                 }
690
691                 if (use_ww_ctx && ww_ctx->acquired > 0) {
692                         ret = __ww_mutex_lock_check_stamp(lock, ww_ctx);
693                         if (ret)
694                                 goto err;
695                 }
696
697                 spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
698                 schedule_preempt_disabled();
699
700                 if (!first && __mutex_waiter_is_first(lock, &waiter)) {
701                         first = true;
702                         __mutex_set_flag(lock, MUTEX_FLAG_HANDOFF);
703                 }
704
705                 set_task_state(task, state);
706                 /*
707                  * Here we order against unlock; we must either see it change
708                  * state back to RUNNING and fall through the next schedule(),
709                  * or we must see its unlock and acquire.
710                  */
711                 if ((first && mutex_optimistic_spin(lock, ww_ctx, use_ww_ctx, true)) ||
712                      __mutex_trylock(lock, first))
713                         break;
714
715                 spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
716         }
717         spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
718 acquired:
719         __set_task_state(task, TASK_RUNNING);
720
721         mutex_remove_waiter(lock, &waiter, task);
722         if (likely(list_empty(&lock->wait_list)))
723                 __mutex_clear_flag(lock, MUTEX_FLAGS);
724
725         debug_mutex_free_waiter(&waiter);
726
727 skip_wait:
728         /* got the lock - cleanup and rejoice! */
729         lock_acquired(&lock->dep_map, ip);
730
731         if (use_ww_ctx)
732                 ww_mutex_set_context_slowpath(ww, ww_ctx);
733
734         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
735         preempt_enable();
736         return 0;
737
738 err:
739         __set_task_state(task, TASK_RUNNING);
740         mutex_remove_waiter(lock, &waiter, task);
741         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
742         debug_mutex_free_waiter(&waiter);
743         mutex_release(&lock->dep_map, 1, ip);
744         preempt_enable();
745         return ret;
746 }
747
748 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
749 void __sched
750 mutex_lock_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
751 {
752         might_sleep();
753         __mutex_lock_common(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
754                             subclass, NULL, _RET_IP_, NULL, 0);
755 }
756
757 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_nested);
758
759 void __sched
760 _mutex_lock_nest_lock(struct mutex *lock, struct lockdep_map *nest)
761 {
762         might_sleep();
763         __mutex_lock_common(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
764                             0, nest, _RET_IP_, NULL, 0);
765 }
766 EXPORT_SYMBOL_GPL(_mutex_lock_nest_lock);
767
768 int __sched
769 mutex_lock_killable_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
770 {
771         might_sleep();
772         return __mutex_lock_common(lock, TASK_KILLABLE,
773                                    subclass, NULL, _RET_IP_, NULL, 0);
774 }
775 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_killable_nested);
776
777 int __sched
778 mutex_lock_interruptible_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
779 {
780         might_sleep();
781         return __mutex_lock_common(lock, TASK_INTERRUPTIBLE,
782                                    subclass, NULL, _RET_IP_, NULL, 0);
783 }
784 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_interruptible_nested);
785
786 void __sched
787 mutex_lock_io_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
788 {
789         int token;
790
791         might_sleep();
792
793         token = io_schedule_prepare();
794         __mutex_lock_common(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
795                             subclass, NULL, _RET_IP_, NULL, 0);
796         io_schedule_finish(token);
797 }
798 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_io_nested);
799
800 static inline int
801 ww_mutex_deadlock_injection(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
802 {
803 #ifdef CONFIG_DEBUG_WW_MUTEX_SLOWPATH
804         unsigned tmp;
805
806         if (ctx->deadlock_inject_countdown-- == 0) {
807                 tmp = ctx->deadlock_inject_interval;
808                 if (tmp > UINT_MAX/4)
809                         tmp = UINT_MAX;
810                 else
811                         tmp = tmp*2 + tmp + tmp/2;
812
813                 ctx->deadlock_inject_interval = tmp;
814                 ctx->deadlock_inject_countdown = tmp;
815                 ctx->contending_lock = lock;
816
817                 ww_mutex_unlock(lock);
818
819                 return -EDEADLK;
820         }
821 #endif
822
823         return 0;
824 }
825
826 int __sched
827 __ww_mutex_lock(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
828 {
829         int ret;
830
831         might_sleep();
832         ret =  __mutex_lock_common(&lock->base, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
833                                    0, &ctx->dep_map, _RET_IP_, ctx, 1);
834         if (!ret && ctx->acquired > 1)
835                 return ww_mutex_deadlock_injection(lock, ctx);
836
837         return ret;
838 }
839 EXPORT_SYMBOL_GPL(__ww_mutex_lock);
840
841 int __sched
842 __ww_mutex_lock_interruptible(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
843 {
844         int ret;
845
846         might_sleep();
847         ret = __mutex_lock_common(&lock->base, TASK_INTERRUPTIBLE,
848                                   0, &ctx->dep_map, _RET_IP_, ctx, 1);
849
850         if (!ret && ctx->acquired > 1)
851                 return ww_mutex_deadlock_injection(lock, ctx);
852
853         return ret;
854 }
855 EXPORT_SYMBOL_GPL(__ww_mutex_lock_interruptible);
856
857 #endif
858
859 /*
860  * Release the lock, slowpath:
861  */
862 static noinline void __sched __mutex_unlock_slowpath(struct mutex *lock, unsigned long ip)
863 {
864         struct task_struct *next = NULL;
865         unsigned long owner, flags;
866         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
867
868         mutex_release(&lock->dep_map, 1, ip);
869
870         /*
871          * Release the lock before (potentially) taking the spinlock such that
872          * other contenders can get on with things ASAP.
873          *
874          * Except when HANDOFF, in that case we must not clear the owner field,
875          * but instead set it to the top waiter.
876          */
877         owner = atomic_long_read(&lock->owner);
878         for (;;) {
879                 unsigned long old;
880
881 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
882                 DEBUG_LOCKS_WARN_ON(__owner_task(owner) != current);
883 #endif
884
885                 if (owner & MUTEX_FLAG_HANDOFF)
886                         break;
887
888                 old = atomic_long_cmpxchg_release(&lock->owner, owner,
889                                                   __owner_flags(owner));
890                 if (old == owner) {
891                         if (owner & MUTEX_FLAG_WAITERS)
892                                 break;
893
894                         return;
895                 }
896
897                 owner = old;
898         }
899
900         spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
901         debug_mutex_unlock(lock);
902         if (!list_empty(&lock->wait_list)) {
903                 /* get the first entry from the wait-list: */
904                 struct mutex_waiter *waiter =
905                         list_first_entry(&lock->wait_list,
906                                          struct mutex_waiter, list);
907
908                 next = waiter->task;
909
910                 debug_mutex_wake_waiter(lock, waiter);
911                 wake_q_add(&wake_q, next);
912         }
913
914         if (owner & MUTEX_FLAG_HANDOFF)
915                 __mutex_handoff(lock, next);
916
917         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
918
919         wake_up_q(&wake_q);
920 }
921
922 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
923 /*
924  * Here come the less common (and hence less performance-critical) APIs:
925  * mutex_lock_interruptible() and mutex_trylock().
926  */
927 static noinline int __sched
928 __mutex_lock_killable_slowpath(struct mutex *lock);
929
930 static noinline int __sched
931 __mutex_lock_interruptible_slowpath(struct mutex *lock);
932
933 /**
934  * mutex_lock_interruptible - acquire the mutex, interruptible
935  * @lock: the mutex to be acquired
936  *
937  * Lock the mutex like mutex_lock(), and return 0 if the mutex has
938  * been acquired or sleep until the mutex becomes available. If a
939  * signal arrives while waiting for the lock then this function
940  * returns -EINTR.
941  *
942  * This function is similar to (but not equivalent to) down_interruptible().
943  */
944 int __sched mutex_lock_interruptible(struct mutex *lock)
945 {
946         might_sleep();
947
948         if (__mutex_trylock_fast(lock))
949                 return 0;
950
951         return __mutex_lock_interruptible_slowpath(lock);
952 }
953
954 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock_interruptible);
955
956 int __sched mutex_lock_killable(struct mutex *lock)
957 {
958         might_sleep();
959
960         if (__mutex_trylock_fast(lock))
961                 return 0;
962
963         return __mutex_lock_killable_slowpath(lock);
964 }
965 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock_killable);
966
967 void __sched mutex_lock_io(struct mutex *lock)
968 {
969         int token;
970
971         token = io_schedule_prepare();
972         mutex_lock(lock);
973         io_schedule_finish(token);
974 }
975 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_io);
976
977 static noinline void __sched
978 __mutex_lock_slowpath(struct mutex *lock)
979 {
980         __mutex_lock_common(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE, 0,
981                             NULL, _RET_IP_, NULL, 0);
982 }
983
984 static noinline int __sched
985 __mutex_lock_killable_slowpath(struct mutex *lock)
986 {
987         return __mutex_lock_common(lock, TASK_KILLABLE, 0,
988                                    NULL, _RET_IP_, NULL, 0);
989 }
990
991 static noinline int __sched
992 __mutex_lock_interruptible_slowpath(struct mutex *lock)
993 {
994         return __mutex_lock_common(lock, TASK_INTERRUPTIBLE, 0,
995                                    NULL, _RET_IP_, NULL, 0);
996 }
997
998 static noinline int __sched
999 __ww_mutex_lock_slowpath(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
1000 {
1001         return __mutex_lock_common(&lock->base, TASK_UNINTERRUPTIBLE, 0,
1002                                    NULL, _RET_IP_, ctx, 1);
1003 }
1004
1005 static noinline int __sched
1006 __ww_mutex_lock_interruptible_slowpath(struct ww_mutex *lock,
1007                                             struct ww_acquire_ctx *ctx)
1008 {
1009         return __mutex_lock_common(&lock->base, TASK_INTERRUPTIBLE, 0,
1010                                    NULL, _RET_IP_, ctx, 1);
1011 }
1012
1013 #endif
1014
1015 /**
1016  * mutex_trylock - try to acquire the mutex, without waiting
1017  * @lock: the mutex to be acquired
1018  *
1019  * Try to acquire the mutex atomically. Returns 1 if the mutex
1020  * has been acquired successfully, and 0 on contention.
1021  *
1022  * NOTE: this function follows the spin_trylock() convention, so
1023  * it is negated from the down_trylock() return values! Be careful
1024  * about this when converting semaphore users to mutexes.
1025  *
1026  * This function must not be used in interrupt context. The
1027  * mutex must be released by the same task that acquired it.
1028  */
1029 int __sched mutex_trylock(struct mutex *lock)
1030 {
1031         bool locked = __mutex_trylock(lock, false);
1032
1033         if (locked)
1034                 mutex_acquire(&lock->dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1035
1036         return locked;
1037 }
1038 EXPORT_SYMBOL(mutex_trylock);
1039
1040 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
1041 int __sched
1042 __ww_mutex_lock(struct ww_mutex *lock, struct ww_acquire_ctx *ctx)
1043 {
1044         might_sleep();
1045
1046         if (__mutex_trylock_fast(&lock->base)) {
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                 ww_mutex_set_context_fastpath(lock, ctx);
1062                 return 0;
1063         }
1064
1065         return __ww_mutex_lock_interruptible_slowpath(lock, ctx);
1066 }
1067 EXPORT_SYMBOL(__ww_mutex_lock_interruptible);
1068
1069 #endif
1070
1071 /**
1072  * atomic_dec_and_mutex_lock - return holding mutex if we dec to 0
1073  * @cnt: the atomic which we are to dec
1074  * @lock: the mutex to return holding if we dec to 0
1075  *
1076  * return true and hold lock if we dec to 0, return false otherwise
1077  */
1078 int atomic_dec_and_mutex_lock(atomic_t *cnt, struct mutex *lock)
1079 {
1080         /* dec if we can't possibly hit 0 */
1081         if (atomic_add_unless(cnt, -1, 1))
1082                 return 0;
1083         /* we might hit 0, so take the lock */
1084         mutex_lock(lock);
1085         if (!atomic_dec_and_test(cnt)) {
1086                 /* when we actually did the dec, we didn't hit 0 */
1087                 mutex_unlock(lock);
1088                 return 0;
1089         }
1090         /* we hit 0, and we hold the lock */
1091         return 1;
1092 }
1093 EXPORT_SYMBOL(atomic_dec_and_mutex_lock);