[PATCH] IPC namespace - utils
[linux-2.6.git] / 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  *
38  * Initialize the mutex to unlocked state.
39  *
40  * It is not allowed to initialize an already locked mutex.
41  */
42 void
43 __mutex_init(struct mutex *lock, const char *name, struct lock_class_key *key)
44 {
45         atomic_set(&lock->count, 1);
46         spin_lock_init(&lock->wait_lock);
47         INIT_LIST_HEAD(&lock->wait_list);
48
49         debug_mutex_init(lock, name, key);
50 }
51
52 EXPORT_SYMBOL(__mutex_init);
53
54 /*
55  * We split the mutex lock/unlock logic into separate fastpath and
56  * slowpath functions, to reduce the register pressure on the fastpath.
57  * We also put the fastpath first in the kernel image, to make sure the
58  * branch is predicted by the CPU as default-untaken.
59  */
60 static void fastcall noinline __sched
61 __mutex_lock_slowpath(atomic_t *lock_count);
62
63 /***
64  * mutex_lock - acquire the mutex
65  * @lock: the mutex to be acquired
66  *
67  * Lock the mutex exclusively for this task. If the mutex is not
68  * available right now, it will sleep until it can get it.
69  *
70  * The mutex must later on be released by the same task that
71  * acquired it. Recursive locking is not allowed. The task
72  * may not exit without first unlocking the mutex. Also, kernel
73  * memory where the mutex resides mutex must not be freed with
74  * the mutex still locked. The mutex must first be initialized
75  * (or statically defined) before it can be locked. memset()-ing
76  * the mutex to 0 is not allowed.
77  *
78  * ( The CONFIG_DEBUG_MUTEXES .config option turns on debugging
79  *   checks that will enforce the restrictions and will also do
80  *   deadlock debugging. )
81  *
82  * This function is similar to (but not equivalent to) down().
83  */
84 void inline fastcall __sched mutex_lock(struct mutex *lock)
85 {
86         might_sleep();
87         /*
88          * The locking fastpath is the 1->0 transition from
89          * 'unlocked' into 'locked' state.
90          */
91         __mutex_fastpath_lock(&lock->count, __mutex_lock_slowpath);
92 }
93
94 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock);
95
96 static void fastcall noinline __sched
97 __mutex_unlock_slowpath(atomic_t *lock_count);
98
99 /***
100  * mutex_unlock - release the mutex
101  * @lock: the mutex to be released
102  *
103  * Unlock a mutex that has been locked by this task previously.
104  *
105  * This function must not be used in interrupt context. Unlocking
106  * of a not locked mutex is not allowed.
107  *
108  * This function is similar to (but not equivalent to) up().
109  */
110 void fastcall __sched mutex_unlock(struct mutex *lock)
111 {
112         /*
113          * The unlocking fastpath is the 0->1 transition from 'locked'
114          * into 'unlocked' state:
115          */
116         __mutex_fastpath_unlock(&lock->count, __mutex_unlock_slowpath);
117 }
118
119 EXPORT_SYMBOL(mutex_unlock);
120
121 /*
122  * Lock a mutex (possibly interruptible), slowpath:
123  */
124 static inline int __sched
125 __mutex_lock_common(struct mutex *lock, long state, unsigned int subclass)
126 {
127         struct task_struct *task = current;
128         struct mutex_waiter waiter;
129         unsigned int old_val;
130         unsigned long flags;
131
132         spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
133
134         debug_mutex_lock_common(lock, &waiter);
135         mutex_acquire(&lock->dep_map, subclass, 0, _RET_IP_);
136         debug_mutex_add_waiter(lock, &waiter, task->thread_info);
137
138         /* add waiting tasks to the end of the waitqueue (FIFO): */
139         list_add_tail(&waiter.list, &lock->wait_list);
140         waiter.task = task;
141
142         for (;;) {
143                 /*
144                  * Lets try to take the lock again - this is needed even if
145                  * we get here for the first time (shortly after failing to
146                  * acquire the lock), to make sure that we get a wakeup once
147                  * it's unlocked. Later on, if we sleep, this is the
148                  * operation that gives us the lock. We xchg it to -1, so
149                  * that when we release the lock, we properly wake up the
150                  * other waiters:
151                  */
152                 old_val = atomic_xchg(&lock->count, -1);
153                 if (old_val == 1)
154                         break;
155
156                 /*
157                  * got a signal? (This code gets eliminated in the
158                  * TASK_UNINTERRUPTIBLE case.)
159                  */
160                 if (unlikely(state == TASK_INTERRUPTIBLE &&
161                                                 signal_pending(task))) {
162                         mutex_remove_waiter(lock, &waiter, task->thread_info);
163                         mutex_release(&lock->dep_map, 1, _RET_IP_);
164                         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
165
166                         debug_mutex_free_waiter(&waiter);
167                         return -EINTR;
168                 }
169                 __set_task_state(task, state);
170
171                 /* didnt get the lock, go to sleep: */
172                 spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
173                 schedule();
174                 spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
175         }
176
177         /* got the lock - rejoice! */
178         mutex_remove_waiter(lock, &waiter, task->thread_info);
179         debug_mutex_set_owner(lock, task->thread_info);
180
181         /* set it to 0 if there are no waiters left: */
182         if (likely(list_empty(&lock->wait_list)))
183                 atomic_set(&lock->count, 0);
184
185         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
186
187         debug_mutex_free_waiter(&waiter);
188
189         return 0;
190 }
191
192 static void fastcall noinline __sched
193 __mutex_lock_slowpath(atomic_t *lock_count)
194 {
195         struct mutex *lock = container_of(lock_count, struct mutex, count);
196
197         __mutex_lock_common(lock, TASK_UNINTERRUPTIBLE, 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);
206 }
207
208 EXPORT_SYMBOL_GPL(mutex_lock_nested);
209 #endif
210
211 /*
212  * Release the lock, slowpath:
213  */
214 static fastcall inline void
215 __mutex_unlock_common_slowpath(atomic_t *lock_count, int nested)
216 {
217         struct mutex *lock = container_of(lock_count, struct mutex, count);
218         unsigned long flags;
219
220         spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
221         mutex_release(&lock->dep_map, nested, _RET_IP_);
222         debug_mutex_unlock(lock);
223
224         /*
225          * some architectures leave the lock unlocked in the fastpath failure
226          * case, others need to leave it locked. In the later case we have to
227          * unlock it here
228          */
229         if (__mutex_slowpath_needs_to_unlock())
230                 atomic_set(&lock->count, 1);
231
232         if (!list_empty(&lock->wait_list)) {
233                 /* get the first entry from the wait-list: */
234                 struct mutex_waiter *waiter =
235                                 list_entry(lock->wait_list.next,
236                                            struct mutex_waiter, list);
237
238                 debug_mutex_wake_waiter(lock, waiter);
239
240                 wake_up_process(waiter->task);
241         }
242
243         debug_mutex_clear_owner(lock);
244
245         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
246 }
247
248 /*
249  * Release the lock, slowpath:
250  */
251 static fastcall noinline void
252 __mutex_unlock_slowpath(atomic_t *lock_count)
253 {
254         __mutex_unlock_common_slowpath(lock_count, 1);
255 }
256
257 /*
258  * Here come the less common (and hence less performance-critical) APIs:
259  * mutex_lock_interruptible() and mutex_trylock().
260  */
261 static int fastcall noinline __sched
262 __mutex_lock_interruptible_slowpath(atomic_t *lock_count);
263
264 /***
265  * mutex_lock_interruptible - acquire the mutex, interruptable
266  * @lock: the mutex to be acquired
267  *
268  * Lock the mutex like mutex_lock(), and return 0 if the mutex has
269  * been acquired or sleep until the mutex becomes available. If a
270  * signal arrives while waiting for the lock then this function
271  * returns -EINTR.
272  *
273  * This function is similar to (but not equivalent to) down_interruptible().
274  */
275 int fastcall __sched mutex_lock_interruptible(struct mutex *lock)
276 {
277         might_sleep();
278         return __mutex_fastpath_lock_retval
279                         (&lock->count, __mutex_lock_interruptible_slowpath);
280 }
281
282 EXPORT_SYMBOL(mutex_lock_interruptible);
283
284 static int fastcall noinline __sched
285 __mutex_lock_interruptible_slowpath(atomic_t *lock_count)
286 {
287         struct mutex *lock = container_of(lock_count, struct mutex, count);
288
289         return __mutex_lock_common(lock, TASK_INTERRUPTIBLE, 0);
290 }
291
292 /*
293  * Spinlock based trylock, we take the spinlock and check whether we
294  * can get the lock:
295  */
296 static inline int __mutex_trylock_slowpath(atomic_t *lock_count)
297 {
298         struct mutex *lock = container_of(lock_count, struct mutex, count);
299         unsigned long flags;
300         int prev;
301
302         spin_lock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
303
304         prev = atomic_xchg(&lock->count, -1);
305         if (likely(prev == 1)) {
306                 debug_mutex_set_owner(lock, current_thread_info());
307                 mutex_acquire(&lock->dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
308         }
309         /* Set it back to 0 if there are no waiters: */
310         if (likely(list_empty(&lock->wait_list)))
311                 atomic_set(&lock->count, 0);
312
313         spin_unlock_mutex(&lock->wait_lock, flags);
314
315         return prev == 1;
316 }
317
318 /***
319  * mutex_trylock - try acquire the mutex, without waiting
320  * @lock: the mutex to be acquired
321  *
322  * Try to acquire the mutex atomically. Returns 1 if the mutex
323  * has been acquired successfully, and 0 on contention.
324  *
325  * NOTE: this function follows the spin_trylock() convention, so
326  * it is negated to the down_trylock() return values! Be careful
327  * about this when converting semaphore users to mutexes.
328  *
329  * This function must not be used in interrupt context. The
330  * mutex must be released by the same task that acquired it.
331  */
332 int fastcall __sched mutex_trylock(struct mutex *lock)
333 {
334         return __mutex_fastpath_trylock(&lock->count,
335                                         __mutex_trylock_slowpath);
336 }
337
338 EXPORT_SYMBOL(mutex_trylock);