mutex: small cleanup
[safe/jmp/linux-2.6] / kernel / mutex.c
1 /*
2  * kernel/mutex.c
3  *
4  * Mutexes: blocking mutual exclusion locks
5  *
6  * Started by Ingo Molnar:
7  *
8  *  Copyright (C) 2004, 2005, 2006 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
9  *
10  * Many thanks to Arjan van de Ven, Thomas Gleixner, Steven Rostedt and
11  * David Howells for suggestions and improvements.
12  *
13  * Also see Documentation/mutex-design.txt.
14  */
15 #include <linux/mutex.h>
16 #include <linux/sched.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/spinlock.h>
19 #include <linux/interrupt.h>
20 #include <linux/debug_locks.h>
21
22 /*
23  * In the DEBUG case we are using the "NULL fastpath" for mutexes,
24  * which forces all calls into the slowpath:
25  */
26 #ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
27 # include "mutex-debug.h"
28 # include <asm-generic/mutex-null.h>
29 #else
30 # include "mutex.h"
31 # include <asm/mutex.h>
32 #endif
33
34 /***
35  * mutex_init - initialize the mutex
36  * @lock: the mutex to be initialized
37  * @key: the lock_class_key for the class; used by mutex lock debugging
38  *
39  * Initialize the mutex to unlocked state.
40  *
41  * It is not allowed to initialize an already locked mutex.
42  */
43 void
44 __mutex_init(struct mutex *lock, const char *name, struct lock_class_key *key)
45 {
46         atomic_set(&lock->count, 1);
47         spin_lock_init(&lock->wait_lock);
48         INIT_LIST_HEAD(&lock->wait_list);
49
50         debug_mutex_init(lock, name, key);
51 }
52
53 EXPORT_SYMBOL(__mutex_init);
54
55 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
56 /*
57  * We split the mutex lock/unlock logic into separate fastpath and
58  * slowpath functions, to reduce the register pressure on the fastpath.
59  * We also put the fastpath first in the kernel image, to make sure the
60  * branch is predicted by the CPU as default-untaken.
61  */
62 static __used noinline void __sched
63 __mutex_lock_slowpath(atomic_t *lock_count);
64
65 /***
66  * mutex_lock - acquire the mutex
67  * @lock: the mutex to be acquired
68  *
69  * Lock the mutex exclusively for this task. If the mutex is not
70  * available right now, it will sleep until it can get it.
71  *
72  * The mutex must later on be released by the same task that
73  * acquired it. Recursive locking is not allowed. The task
74  * may not exit without first unlocking the mutex. Also, kernel
75  * memory where the mutex resides mutex must not be freed with
76  * the mutex still locked. The mutex must first be initialized
77  * (or statically defined) before it can be locked. memset()-ing
78  * the mutex to 0 is not allowed.
79  *
80  * ( The CONFIG_DEBUG_MUTEXES .config option turns on debugging
81  *   checks that will enforce the restrictions and will also do
82  *   deadlock debugging. )
83  *
84  * This function is similar to (but not equivalent to) down().
85  */
86 void inline __sched mutex_lock(struct mutex *lock)
87 {
88         might_sleep();
89         /*
90          * The locking fastpath is the 1->0 transition from
91          * 'unlocked' into 'locked' state.
92          */
93         __mutex_fastpath_lock(&lock->count, __mutex_lock_slowpath);
94 }
95
96 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock);
97 #endif
98
99 static __used noinline void __sched __mutex_unlock_slowpath(atomic_t *lock_count);
100
101 /***
102  * mutex_unlock - release the mutex
103  * @lock: the mutex to be released
104  *
105  * Unlock a mutex that has been locked by this task previously.
106  *
107  * This function must not be used in interrupt context. Unlocking
108  * of a not locked mutex is not allowed.
109  *
110  * This function is similar to (but not equivalent to) up().
111  */
112 void __sched mutex_unlock(struct mutex *lock)
113 {
114         /*
115          * The unlocking fastpath is the 0->1 transition from 'locked'
116          * into 'unlocked' state:
117          */
118         __mutex_fastpath_unlock(&lock->count, __mutex_unlock_slowpath);
119 }
120
121 EXPORT_SYMBOL(mutex_unlock);
122
123 /*
124  * Lock a mutex (possibly interruptible), slowpath:
125  */
126 static inline int __sched
127 __mutex_lock_common(struct mutex *lock, long state, unsigned int subclass,
128                 unsigned long ip)
129 {
130         struct task_struct *task = current;
131         struct mutex_waiter waiter;
132         unsigned long flags;
133
134         spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
135
136         debug_mutex_lock_common(lock, &waiter);
137         mutex_acquire(&lock->dep_map, subclass, 0, ip);
138         debug_mutex_add_waiter(lock, &waiter, task_thread_info(task));
139
140         /* add waiting tasks to the end of the waitqueue (FIFO): */
141         list_add_tail(&waiter.list, &lock->wait_list);
142         waiter.task = task;
143
144         if (atomic_xchg(&lock->count, -1) == 1)
145                 goto done;
146
147         lock_contended(&lock->dep_map, ip);
148
149         for (;;) {
150                 /*
151                  * Lets try to take the lock again - this is needed even if
152                  * we get here for the first time (shortly after failing to
153                  * acquire the lock), to make sure that we get a wakeup once
154                  * it's unlocked. Later on, if we sleep, this is the
155                  * operation that gives us the lock. We xchg it to -1, so
156                  * that when we release the lock, we properly wake up the
157                  * other waiters:
158                  */
159                 if (atomic_xchg(&lock->count, -1) == 1)
160                         break;
161
162                 /*
163                  * got a signal? (This code gets eliminated in the
164                  * TASK_UNINTERRUPTIBLE case.)
165                  */
166                 if (unlikely(signal_pending_state(state, task))) {
167                         mutex_remove_waiter(lock, &waiter,
168                                             task_thread_info(task));
169                         mutex_release(&lock->dep_map, 1, ip);
170                         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
171
172                         debug_mutex_free_waiter(&waiter);
173                         return -EINTR;
174                 }
175                 __set_task_state(task, state);
176
177                 /* didnt get the lock, go to sleep: */
178                 spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
179                 schedule();
180                 spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
181         }
182
183 done:
184         lock_acquired(&lock->dep_map, ip);
185         /* got the lock - rejoice! */
186         mutex_remove_waiter(lock, &waiter, task_thread_info(task));
187         debug_mutex_set_owner(lock, task_thread_info(task));
188
189         /* set it to 0 if there are no waiters left: */
190         if (likely(list_empty(&lock->wait_list)))
191                 atomic_set(&lock->count, 0);
192
193         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
194
195         debug_mutex_free_waiter(&waiter);
196
197         return 0;
198 }
199
200 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
201 void __sched
202 mutex_lock_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
203 {
204         might_sleep();
205         __mutex_lock_common(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE, subclass, _RET_IP_);
206 }
207
208 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_nested);
209
210 int __sched
211 mutex_lock_killable_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
212 {
213         might_sleep();
214         return __mutex_lock_common(lock, TASK_KILLABLE, subclass, _RET_IP_);
215 }
216 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_killable_nested);
217
218 int __sched
219 mutex_lock_interruptible_nested(struct mutex *lock, unsigned int subclass)
220 {
221         might_sleep();
222         return __mutex_lock_common(lock, TASK_INTERRUPTIBLE, subclass, _RET_IP_);
223 }
224
225 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_interruptible_nested);
226 #endif
227
228 /*
229  * Release the lock, slowpath:
230  */
231 static inline void
232 __mutex_unlock_common_slowpath(atomic_t *lock_count, int nested)
233 {
234         struct mutex *lock = container_of(lock_count, struct mutex, count);
235         unsigned long flags;
236
237         spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
238         mutex_release(&lock->dep_map, nested, _RET_IP_);
239         debug_mutex_unlock(lock);
240
241         /*
242          * some architectures leave the lock unlocked in the fastpath failure
243          * case, others need to leave it locked. In the later case we have to
244          * unlock it here
245          */
246         if (__mutex_slowpath_needs_to_unlock())
247                 atomic_set(&lock->count, 1);
248
249         if (!list_empty(&lock->wait_list)) {
250                 /* get the first entry from the wait-list: */
251                 struct mutex_waiter *waiter =
252                                 list_entry(lock->wait_list.next,
253                                            struct mutex_waiter, list);
254
255                 debug_mutex_wake_waiter(lock, waiter);
256
257                 wake_up_process(waiter->task);
258         }
259
260         debug_mutex_clear_owner(lock);
261
262         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
263 }
264
265 /*
266  * Release the lock, slowpath:
267  */
268 static __used noinline void
269 __mutex_unlock_slowpath(atomic_t *lock_count)
270 {
271         __mutex_unlock_common_slowpath(lock_count, 1);
272 }
273
274 #ifndef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
275 /*
276  * Here come the less common (and hence less performance-critical) APIs:
277  * mutex_lock_interruptible() and mutex_trylock().
278  */
279 static noinline int __sched
280 __mutex_lock_killable_slowpath(atomic_t *lock_count);
281
282 static noinline int __sched
283 __mutex_lock_interruptible_slowpath(atomic_t *lock_count);
284
285 /***
286  * mutex_lock_interruptible - acquire the mutex, interruptable
287  * @lock: the mutex to be acquired
288  *
289  * Lock the mutex like mutex_lock(), and return 0 if the mutex has
290  * been acquired or sleep until the mutex becomes available. If a
291  * signal arrives while waiting for the lock then this function
292  * returns -EINTR.
293  *
294  * This function is similar to (but not equivalent to) down_interruptible().
295  */
296 int __sched mutex_lock_interruptible(struct mutex *lock)
297 {
298         might_sleep();
299         return __mutex_fastpath_lock_retval
300                         (&lock->count, __mutex_lock_interruptible_slowpath);
301 }
302
303 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock_interruptible);
304
305 int __sched mutex_lock_killable(struct mutex *lock)
306 {
307         might_sleep();
308         return __mutex_fastpath_lock_retval
309                         (&lock->count, __mutex_lock_killable_slowpath);
310 }
311 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock_killable);
312
313 static __used noinline void __sched
314 __mutex_lock_slowpath(atomic_t *lock_count)
315 {
316         struct mutex *lock = container_of(lock_count, struct mutex, count);
317
318         __mutex_lock_common(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE, 0, _RET_IP_);
319 }
320
321 static noinline int __sched
322 __mutex_lock_killable_slowpath(atomic_t *lock_count)
323 {
324         struct mutex *lock = container_of(lock_count, struct mutex, count);
325
326         return __mutex_lock_common(lock, TASK_KILLABLE, 0, _RET_IP_);
327 }
328
329 static noinline int __sched
330 __mutex_lock_interruptible_slowpath(atomic_t *lock_count)
331 {
332         struct mutex *lock = container_of(lock_count, struct mutex, count);
333
334         return __mutex_lock_common(lock, TASK_INTERRUPTIBLE, 0, _RET_IP_);
335 }
336 #endif
337
338 /*
339  * Spinlock based trylock, we take the spinlock and check whether we
340  * can get the lock:
341  */
342 static inline int __mutex_trylock_slowpath(atomic_t *lock_count)
343 {
344         struct mutex *lock = container_of(lock_count, struct mutex, count);
345         unsigned long flags;
346         int prev;
347
348         spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
349
350         prev = atomic_xchg(&lock->count, -1);
351         if (likely(prev == 1)) {
352                 debug_mutex_set_owner(lock, current_thread_info());
353                 mutex_acquire(&lock->dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
354         }
355         /* Set it back to 0 if there are no waiters: */
356         if (likely(list_empty(&lock->wait_list)))
357                 atomic_set(&lock->count, 0);
358
359         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
360
361         return prev == 1;
362 }
363
364 /***
365  * mutex_trylock - try acquire the mutex, without waiting
366  * @lock: the mutex to be acquired
367  *
368  * Try to acquire the mutex atomically. Returns 1 if the mutex
369  * has been acquired successfully, and 0 on contention.
370  *
371  * NOTE: this function follows the spin_trylock() convention, so
372  * it is negated to the down_trylock() return values! Be careful
373  * about this when converting semaphore users to mutexes.
374  *
375  * This function must not be used in interrupt context. The
376  * mutex must be released by the same task that acquired it.
377  */
378 int __sched mutex_trylock(struct mutex *lock)
379 {
380         return __mutex_fastpath_trylock(&lock->count,
381                                         __mutex_trylock_slowpath);
382 }
383
384 EXPORT_SYMBOL(mutex_trylock);