Add down_timeout and change ACPI to use it
Matthew Wilcox [Fri, 14 Mar 2008 17:43:13 +0000 (13:43 -0400)]
ACPI currently emulates a timeout for semaphores with calls to
down_trylock and sleep.  This produces horrible behaviour in terms of
fairness and excessive wakeups.  Now that we have a unified semaphore
implementation, adding a real down_trylock is almost trivial.

Signed-off-by: Matthew Wilcox <willy@linux.intel.com>

drivers/acpi/osl.c
include/linux/semaphore.h
kernel/semaphore.c

index a697fb6..a498a6c 100644 (file)
@@ -4,6 +4,8 @@
  *  Copyright (C) 2000       Andrew Henroid
  *  Copyright (C) 2001, 2002 Andy Grover <andrew.grover@intel.com>
  *  Copyright (C) 2001, 2002 Paul Diefenbaugh <paul.s.diefenbaugh@intel.com>
+ *  Copyright (c) 2008 Intel Corporation
+ *   Author: Matthew Wilcox <willy@linux.intel.com>
  *
  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  *
 #include <linux/workqueue.h>
 #include <linux/nmi.h>
 #include <linux/acpi.h>
-#include <acpi/acpi.h>
-#include <asm/io.h>
-#include <acpi/acpi_bus.h>
-#include <acpi/processor.h>
-#include <asm/uaccess.h>
-
 #include <linux/efi.h>
 #include <linux/ioport.h>
 #include <linux/list.h>
+#include <linux/jiffies.h>
+#include <linux/semaphore.h>
+
+#include <asm/io.h>
+#include <asm/uaccess.h>
+
+#include <acpi/acpi.h>
+#include <acpi/acpi_bus.h>
+#include <acpi/processor.h>
 
 #define _COMPONENT             ACPI_OS_SERVICES
 ACPI_MODULE_NAME("osl");
@@ -764,7 +769,6 @@ acpi_os_create_semaphore(u32 max_units, u32 initial_units, acpi_handle * handle)
 {
        struct semaphore *sem = NULL;
 
-
        sem = acpi_os_allocate(sizeof(struct semaphore));
        if (!sem)
                return AE_NO_MEMORY;
@@ -791,12 +795,12 @@ acpi_status acpi_os_delete_semaphore(acpi_handle handle)
 {
        struct semaphore *sem = (struct semaphore *)handle;
 
-
        if (!sem)
                return AE_BAD_PARAMETER;
 
        ACPI_DEBUG_PRINT((ACPI_DB_MUTEX, "Deleting semaphore[%p].\n", handle));
 
+       BUG_ON(!list_empty(&sem->wait_list));
        kfree(sem);
        sem = NULL;
 
@@ -804,21 +808,15 @@ acpi_status acpi_os_delete_semaphore(acpi_handle handle)
 }
 
 /*
- * TODO: The kernel doesn't have a 'down_timeout' function -- had to
- * improvise.  The process is to sleep for one scheduler quantum
- * until the semaphore becomes available.  Downside is that this
- * may result in starvation for timeout-based waits when there's
- * lots of semaphore activity.
- *
  * TODO: Support for units > 1?
  */
 acpi_status acpi_os_wait_semaphore(acpi_handle handle, u32 units, u16 timeout)
 {
        acpi_status status = AE_OK;
        struct semaphore *sem = (struct semaphore *)handle;
+       long jiffies;
        int ret = 0;
 
-
        if (!sem || (units < 1))
                return AE_BAD_PARAMETER;
 
@@ -828,58 +826,14 @@ acpi_status acpi_os_wait_semaphore(acpi_handle handle, u32 units, u16 timeout)
        ACPI_DEBUG_PRINT((ACPI_DB_MUTEX, "Waiting for semaphore[%p|%d|%d]\n",
                          handle, units, timeout));
 
-       /*
-        * This can be called during resume with interrupts off.
-        * Like boot-time, we should be single threaded and will
-        * always get the lock if we try -- timeout or not.
-        * If this doesn't succeed, then we will oops courtesy of
-        * might_sleep() in down().
-        */
-       if (!down_trylock(sem))
-               return AE_OK;
-
-       switch (timeout) {
-               /*
-                * No Wait:
-                * --------
-                * A zero timeout value indicates that we shouldn't wait - just
-                * acquire the semaphore if available otherwise return AE_TIME
-                * (a.k.a. 'would block').
-                */
-       case 0:
-               if (down_trylock(sem))
-                       status = AE_TIME;
-               break;
-
-               /*
-                * Wait Indefinitely:
-                * ------------------
-                */
-       case ACPI_WAIT_FOREVER:
-               down(sem);
-               break;
-
-               /*
-                * Wait w/ Timeout:
-                * ----------------
-                */
-       default:
-               // TODO: A better timeout algorithm?
-               {
-                       int i = 0;
-                       static const int quantum_ms = 1000 / HZ;
-
-                       ret = down_trylock(sem);
-                       for (i = timeout; (i > 0 && ret != 0); i -= quantum_ms) {
-                               schedule_timeout_interruptible(1);
-                               ret = down_trylock(sem);
-                       }
-
-                       if (ret != 0)
-                               status = AE_TIME;
-               }
-               break;
-       }
+       if (timeout == ACPI_WAIT_FOREVER)
+               jiffies = MAX_SCHEDULE_TIMEOUT;
+       else
+               jiffies = msecs_to_jiffies(timeout);
+       
+       ret = down_timeout(sem, jiffies);
+       if (ret)
+               status = AE_TIME;
 
        if (ACPI_FAILURE(status)) {
                ACPI_DEBUG_PRINT((ACPI_DB_MUTEX,
@@ -902,7 +856,6 @@ acpi_status acpi_os_signal_semaphore(acpi_handle handle, u32 units)
 {
        struct semaphore *sem = (struct semaphore *)handle;
 
-
        if (!sem || (units < 1))
                return AE_BAD_PARAMETER;
 
index 88f2a28..a107aeb 100644 (file)
@@ -75,6 +75,12 @@ extern int __must_check down_killable(struct semaphore *sem);
 extern int __must_check down_trylock(struct semaphore *sem);
 
 /*
+ * As down(), except this function will return -ETIME if it fails to
+ * acquire the semaphore within the specified number of jiffies.
+ */
+extern int __must_check down_timeout(struct semaphore *sem, long jiffies);
+
+/*
  * Release the semaphore.  Unlike mutexes, up() may be called from any
  * context and even by tasks which have never called down().
  */
index 2da2aed..5a12a85 100644 (file)
@@ -35,6 +35,7 @@
 static noinline void __down(struct semaphore *sem);
 static noinline int __down_interruptible(struct semaphore *sem);
 static noinline int __down_killable(struct semaphore *sem);
+static noinline int __down_timeout(struct semaphore *sem, long jiffies);
 static noinline void __up(struct semaphore *sem);
 
 void down(struct semaphore *sem)
@@ -104,6 +105,20 @@ int down_trylock(struct semaphore *sem)
 }
 EXPORT_SYMBOL(down_trylock);
 
+int down_timeout(struct semaphore *sem, long jiffies)
+{
+       unsigned long flags;
+       int result = 0;
+
+       spin_lock_irqsave(&sem->lock, flags);
+       if (unlikely(sem->count-- <= 0))
+               result = __down_timeout(sem, jiffies);
+       spin_unlock_irqrestore(&sem->lock, flags);
+
+       return result;
+}
+EXPORT_SYMBOL(down_timeout);
+
 void up(struct semaphore *sem)
 {
        unsigned long flags;
@@ -142,10 +157,12 @@ static noinline void __sched __up_down_common(struct semaphore *sem)
 }
 
 /*
- * Because this function is inlined, the 'state' parameter will be constant,
- * and thus optimised away by the compiler.
+ * Because this function is inlined, the 'state' parameter will be
+ * constant, and thus optimised away by the compiler.  Likewise the
+ * 'timeout' parameter for the cases without timeouts.
  */
-static inline int __sched __down_common(struct semaphore *sem, long state)
+static inline int __sched __down_common(struct semaphore *sem, long state,
+                                                               long timeout)
 {
        int result = 0;
        struct task_struct *task = current;
@@ -160,14 +177,20 @@ static inline int __sched __down_common(struct semaphore *sem, long state)
                        goto interrupted;
                if (state == TASK_KILLABLE && fatal_signal_pending(task))
                        goto interrupted;
+               if (timeout <= 0)
+                       goto timed_out;
                __set_task_state(task, state);
                spin_unlock_irq(&sem->lock);
-               schedule();
+               timeout = schedule_timeout(timeout);
                spin_lock_irq(&sem->lock);
                if (waiter.up)
                        goto woken;
        }
 
+ timed_out:
+       list_del(&waiter.list);
+       result = -ETIME;
+       goto woken;
  interrupted:
        list_del(&waiter.list);
        result = -EINTR;
@@ -187,17 +210,22 @@ static inline int __sched __down_common(struct semaphore *sem, long state)
 
 static noinline void __sched __down(struct semaphore *sem)
 {
-       __down_common(sem, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
+       __down_common(sem, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
 }
 
 static noinline int __sched __down_interruptible(struct semaphore *sem)
 {
-       return __down_common(sem, TASK_INTERRUPTIBLE);
+       return __down_common(sem, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
 }
 
 static noinline int __sched __down_killable(struct semaphore *sem)
 {
-       return __down_common(sem, TASK_KILLABLE);
+       return __down_common(sem, TASK_KILLABLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
+}
+
+static noinline int __sched __down_timeout(struct semaphore *sem, long jiffies)
+{
+       return __down_common(sem, TASK_UNINTERRUPTIBLE, jiffies);
 }
 
 static noinline void __sched __up(struct semaphore *sem)