// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later 
 | 
/* 
 | 
 * Module-based API test facility for ww_mutexes 
 | 
 */ 
 | 
  
 | 
#include <linux/kernel.h> 
 | 
  
 | 
#include <linux/completion.h> 
 | 
#include <linux/delay.h> 
 | 
#include <linux/kthread.h> 
 | 
#include <linux/module.h> 
 | 
#include <linux/random.h> 
 | 
#include <linux/slab.h> 
 | 
#include <linux/ww_mutex.h> 
 | 
  
 | 
static DEFINE_WD_CLASS(ww_class); 
 | 
struct workqueue_struct *wq; 
 | 
  
 | 
struct test_mutex { 
 | 
    struct work_struct work; 
 | 
    struct ww_mutex mutex; 
 | 
    struct completion ready, go, done; 
 | 
    unsigned int flags; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
#define TEST_MTX_SPIN BIT(0) 
 | 
#define TEST_MTX_TRY BIT(1) 
 | 
#define TEST_MTX_CTX BIT(2) 
 | 
#define __TEST_MTX_LAST BIT(3) 
 | 
  
 | 
static void test_mutex_work(struct work_struct *work) 
 | 
{ 
 | 
    struct test_mutex *mtx = container_of(work, typeof(*mtx), work); 
 | 
  
 | 
    complete(&mtx->ready); 
 | 
    wait_for_completion(&mtx->go); 
 | 
  
 | 
    if (mtx->flags & TEST_MTX_TRY) { 
 | 
        while (!ww_mutex_trylock(&mtx->mutex)) 
 | 
            cond_resched(); 
 | 
    } else { 
 | 
        ww_mutex_lock(&mtx->mutex, NULL); 
 | 
    } 
 | 
    complete(&mtx->done); 
 | 
    ww_mutex_unlock(&mtx->mutex); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int __test_mutex(unsigned int flags) 
 | 
{ 
 | 
#define TIMEOUT (HZ / 16) 
 | 
    struct test_mutex mtx; 
 | 
    struct ww_acquire_ctx ctx; 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    ww_mutex_init(&mtx.mutex, &ww_class); 
 | 
    ww_acquire_init(&ctx, &ww_class); 
 | 
  
 | 
    INIT_WORK_ONSTACK(&mtx.work, test_mutex_work); 
 | 
    init_completion(&mtx.ready); 
 | 
    init_completion(&mtx.go); 
 | 
    init_completion(&mtx.done); 
 | 
    mtx.flags = flags; 
 | 
  
 | 
    schedule_work(&mtx.work); 
 | 
  
 | 
    wait_for_completion(&mtx.ready); 
 | 
    ww_mutex_lock(&mtx.mutex, (flags & TEST_MTX_CTX) ? &ctx : NULL); 
 | 
    complete(&mtx.go); 
 | 
    if (flags & TEST_MTX_SPIN) { 
 | 
        unsigned long timeout = jiffies + TIMEOUT; 
 | 
  
 | 
        ret = 0; 
 | 
        do { 
 | 
            if (completion_done(&mtx.done)) { 
 | 
                ret = -EINVAL; 
 | 
                break; 
 | 
            } 
 | 
            cond_resched(); 
 | 
        } while (time_before(jiffies, timeout)); 
 | 
    } else { 
 | 
        ret = wait_for_completion_timeout(&mtx.done, TIMEOUT); 
 | 
    } 
 | 
    ww_mutex_unlock(&mtx.mutex); 
 | 
    ww_acquire_fini(&ctx); 
 | 
  
 | 
    if (ret) { 
 | 
        pr_err("%s(flags=%x): mutual exclusion failure\n", 
 | 
               __func__, flags); 
 | 
        ret = -EINVAL; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    flush_work(&mtx.work); 
 | 
    destroy_work_on_stack(&mtx.work); 
 | 
    return ret; 
 | 
#undef TIMEOUT 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int test_mutex(void) 
 | 
{ 
 | 
    int ret; 
 | 
    int i; 
 | 
  
 | 
    for (i = 0; i < __TEST_MTX_LAST; i++) { 
 | 
        ret = __test_mutex(i); 
 | 
        if (ret) 
 | 
            return ret; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    return 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int test_aa(void) 
 | 
{ 
 | 
    struct ww_mutex mutex; 
 | 
    struct ww_acquire_ctx ctx; 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    ww_mutex_init(&mutex, &ww_class); 
 | 
    ww_acquire_init(&ctx, &ww_class); 
 | 
  
 | 
    ww_mutex_lock(&mutex, &ctx); 
 | 
  
 | 
    if (ww_mutex_trylock(&mutex))  { 
 | 
        pr_err("%s: trylocked itself!\n", __func__); 
 | 
        ww_mutex_unlock(&mutex); 
 | 
        ret = -EINVAL; 
 | 
        goto out; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    ret = ww_mutex_lock(&mutex, &ctx); 
 | 
    if (ret != -EALREADY) { 
 | 
        pr_err("%s: missed deadlock for recursing, ret=%d\n", 
 | 
               __func__, ret); 
 | 
        if (!ret) 
 | 
            ww_mutex_unlock(&mutex); 
 | 
        ret = -EINVAL; 
 | 
        goto out; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    ret = 0; 
 | 
out: 
 | 
    ww_mutex_unlock(&mutex); 
 | 
    ww_acquire_fini(&ctx); 
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
struct test_abba { 
 | 
    struct work_struct work; 
 | 
    struct ww_mutex a_mutex; 
 | 
    struct ww_mutex b_mutex; 
 | 
    struct completion a_ready; 
 | 
    struct completion b_ready; 
 | 
    bool resolve; 
 | 
    int result; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
static void test_abba_work(struct work_struct *work) 
 | 
{ 
 | 
    struct test_abba *abba = container_of(work, typeof(*abba), work); 
 | 
    struct ww_acquire_ctx ctx; 
 | 
    int err; 
 | 
  
 | 
    ww_acquire_init(&ctx, &ww_class); 
 | 
    ww_mutex_lock(&abba->b_mutex, &ctx); 
 | 
  
 | 
    complete(&abba->b_ready); 
 | 
    wait_for_completion(&abba->a_ready); 
 | 
  
 | 
    err = ww_mutex_lock(&abba->a_mutex, &ctx); 
 | 
    if (abba->resolve && err == -EDEADLK) { 
 | 
        ww_mutex_unlock(&abba->b_mutex); 
 | 
        ww_mutex_lock_slow(&abba->a_mutex, &ctx); 
 | 
        err = ww_mutex_lock(&abba->b_mutex, &ctx); 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    if (!err) 
 | 
        ww_mutex_unlock(&abba->a_mutex); 
 | 
    ww_mutex_unlock(&abba->b_mutex); 
 | 
    ww_acquire_fini(&ctx); 
 | 
  
 | 
    abba->result = err; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int test_abba(bool resolve) 
 | 
{ 
 | 
    struct test_abba abba; 
 | 
    struct ww_acquire_ctx ctx; 
 | 
    int err, ret; 
 | 
  
 | 
    ww_mutex_init(&abba.a_mutex, &ww_class); 
 | 
    ww_mutex_init(&abba.b_mutex, &ww_class); 
 | 
    INIT_WORK_ONSTACK(&abba.work, test_abba_work); 
 | 
    init_completion(&abba.a_ready); 
 | 
    init_completion(&abba.b_ready); 
 | 
    abba.resolve = resolve; 
 | 
  
 | 
    schedule_work(&abba.work); 
 | 
  
 | 
    ww_acquire_init(&ctx, &ww_class); 
 | 
    ww_mutex_lock(&abba.a_mutex, &ctx); 
 | 
  
 | 
    complete(&abba.a_ready); 
 | 
    wait_for_completion(&abba.b_ready); 
 | 
  
 | 
    err = ww_mutex_lock(&abba.b_mutex, &ctx); 
 | 
    if (resolve && err == -EDEADLK) { 
 | 
        ww_mutex_unlock(&abba.a_mutex); 
 | 
        ww_mutex_lock_slow(&abba.b_mutex, &ctx); 
 | 
        err = ww_mutex_lock(&abba.a_mutex, &ctx); 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    if (!err) 
 | 
        ww_mutex_unlock(&abba.b_mutex); 
 | 
    ww_mutex_unlock(&abba.a_mutex); 
 | 
    ww_acquire_fini(&ctx); 
 | 
  
 | 
    flush_work(&abba.work); 
 | 
    destroy_work_on_stack(&abba.work); 
 | 
  
 | 
    ret = 0; 
 | 
    if (resolve) { 
 | 
        if (err || abba.result) { 
 | 
            pr_err("%s: failed to resolve ABBA deadlock, A err=%d, B err=%d\n", 
 | 
                   __func__, err, abba.result); 
 | 
            ret = -EINVAL; 
 | 
        } 
 | 
    } else { 
 | 
        if (err != -EDEADLK && abba.result != -EDEADLK) { 
 | 
            pr_err("%s: missed ABBA deadlock, A err=%d, B err=%d\n", 
 | 
                   __func__, err, abba.result); 
 | 
            ret = -EINVAL; 
 | 
        } 
 | 
    } 
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
struct test_cycle { 
 | 
    struct work_struct work; 
 | 
    struct ww_mutex a_mutex; 
 | 
    struct ww_mutex *b_mutex; 
 | 
    struct completion *a_signal; 
 | 
    struct completion b_signal; 
 | 
    int result; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
static void test_cycle_work(struct work_struct *work) 
 | 
{ 
 | 
    struct test_cycle *cycle = container_of(work, typeof(*cycle), work); 
 | 
    struct ww_acquire_ctx ctx; 
 | 
    int err, erra = 0; 
 | 
  
 | 
    ww_acquire_init(&ctx, &ww_class); 
 | 
    ww_mutex_lock(&cycle->a_mutex, &ctx); 
 | 
  
 | 
    complete(cycle->a_signal); 
 | 
    wait_for_completion(&cycle->b_signal); 
 | 
  
 | 
    err = ww_mutex_lock(cycle->b_mutex, &ctx); 
 | 
    if (err == -EDEADLK) { 
 | 
        err = 0; 
 | 
        ww_mutex_unlock(&cycle->a_mutex); 
 | 
        ww_mutex_lock_slow(cycle->b_mutex, &ctx); 
 | 
        erra = ww_mutex_lock(&cycle->a_mutex, &ctx); 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    if (!err) 
 | 
        ww_mutex_unlock(cycle->b_mutex); 
 | 
    if (!erra) 
 | 
        ww_mutex_unlock(&cycle->a_mutex); 
 | 
    ww_acquire_fini(&ctx); 
 | 
  
 | 
    cycle->result = err ?: erra; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int __test_cycle(unsigned int nthreads) 
 | 
{ 
 | 
    struct test_cycle *cycles; 
 | 
    unsigned int n, last = nthreads - 1; 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    cycles = kmalloc_array(nthreads, sizeof(*cycles), GFP_KERNEL); 
 | 
    if (!cycles) 
 | 
        return -ENOMEM; 
 | 
  
 | 
    for (n = 0; n < nthreads; n++) { 
 | 
        struct test_cycle *cycle = &cycles[n]; 
 | 
  
 | 
        ww_mutex_init(&cycle->a_mutex, &ww_class); 
 | 
        if (n == last) 
 | 
            cycle->b_mutex = &cycles[0].a_mutex; 
 | 
        else 
 | 
            cycle->b_mutex = &cycles[n + 1].a_mutex; 
 | 
  
 | 
        if (n == 0) 
 | 
            cycle->a_signal = &cycles[last].b_signal; 
 | 
        else 
 | 
            cycle->a_signal = &cycles[n - 1].b_signal; 
 | 
        init_completion(&cycle->b_signal); 
 | 
  
 | 
        INIT_WORK(&cycle->work, test_cycle_work); 
 | 
        cycle->result = 0; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    for (n = 0; n < nthreads; n++) 
 | 
        queue_work(wq, &cycles[n].work); 
 | 
  
 | 
    flush_workqueue(wq); 
 | 
  
 | 
    ret = 0; 
 | 
    for (n = 0; n < nthreads; n++) { 
 | 
        struct test_cycle *cycle = &cycles[n]; 
 | 
  
 | 
        if (!cycle->result) 
 | 
            continue; 
 | 
  
 | 
        pr_err("cyclic deadlock not resolved, ret[%d/%d] = %d\n", 
 | 
               n, nthreads, cycle->result); 
 | 
        ret = -EINVAL; 
 | 
        break; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    for (n = 0; n < nthreads; n++) 
 | 
        ww_mutex_destroy(&cycles[n].a_mutex); 
 | 
    kfree(cycles); 
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int test_cycle(unsigned int ncpus) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned int n; 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    for (n = 2; n <= ncpus + 1; n++) { 
 | 
        ret = __test_cycle(n); 
 | 
        if (ret) 
 | 
            return ret; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    return 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
struct stress { 
 | 
    struct work_struct work; 
 | 
    struct ww_mutex *locks; 
 | 
    unsigned long timeout; 
 | 
    int nlocks; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
static int *get_random_order(int count) 
 | 
{ 
 | 
    int *order; 
 | 
    int n, r, tmp; 
 | 
  
 | 
    order = kmalloc_array(count, sizeof(*order), GFP_KERNEL); 
 | 
    if (!order) 
 | 
        return order; 
 | 
  
 | 
    for (n = 0; n < count; n++) 
 | 
        order[n] = n; 
 | 
  
 | 
    for (n = count - 1; n > 1; n--) { 
 | 
        r = get_random_int() % (n + 1); 
 | 
        if (r != n) { 
 | 
            tmp = order[n]; 
 | 
            order[n] = order[r]; 
 | 
            order[r] = tmp; 
 | 
        } 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    return order; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static void dummy_load(struct stress *stress) 
 | 
{ 
 | 
    usleep_range(1000, 2000); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static void stress_inorder_work(struct work_struct *work) 
 | 
{ 
 | 
    struct stress *stress = container_of(work, typeof(*stress), work); 
 | 
    const int nlocks = stress->nlocks; 
 | 
    struct ww_mutex *locks = stress->locks; 
 | 
    struct ww_acquire_ctx ctx; 
 | 
    int *order; 
 | 
  
 | 
    order = get_random_order(nlocks); 
 | 
    if (!order) 
 | 
        return; 
 | 
  
 | 
    do { 
 | 
        int contended = -1; 
 | 
        int n, err; 
 | 
  
 | 
        ww_acquire_init(&ctx, &ww_class); 
 | 
retry: 
 | 
        err = 0; 
 | 
        for (n = 0; n < nlocks; n++) { 
 | 
            if (n == contended) 
 | 
                continue; 
 | 
  
 | 
            err = ww_mutex_lock(&locks[order[n]], &ctx); 
 | 
            if (err < 0) 
 | 
                break; 
 | 
        } 
 | 
        if (!err) 
 | 
            dummy_load(stress); 
 | 
  
 | 
        if (contended > n) 
 | 
            ww_mutex_unlock(&locks[order[contended]]); 
 | 
        contended = n; 
 | 
        while (n--) 
 | 
            ww_mutex_unlock(&locks[order[n]]); 
 | 
  
 | 
        if (err == -EDEADLK) { 
 | 
            ww_mutex_lock_slow(&locks[order[contended]], &ctx); 
 | 
            goto retry; 
 | 
        } 
 | 
  
 | 
        if (err) { 
 | 
            pr_err_once("stress (%s) failed with %d\n", 
 | 
                    __func__, err); 
 | 
            break; 
 | 
        } 
 | 
  
 | 
        ww_acquire_fini(&ctx); 
 | 
    } while (!time_after(jiffies, stress->timeout)); 
 | 
  
 | 
    kfree(order); 
 | 
    kfree(stress); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
struct reorder_lock { 
 | 
    struct list_head link; 
 | 
    struct ww_mutex *lock; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
static void stress_reorder_work(struct work_struct *work) 
 | 
{ 
 | 
    struct stress *stress = container_of(work, typeof(*stress), work); 
 | 
    LIST_HEAD(locks); 
 | 
    struct ww_acquire_ctx ctx; 
 | 
    struct reorder_lock *ll, *ln; 
 | 
    int *order; 
 | 
    int n, err; 
 | 
  
 | 
    order = get_random_order(stress->nlocks); 
 | 
    if (!order) 
 | 
        return; 
 | 
  
 | 
    for (n = 0; n < stress->nlocks; n++) { 
 | 
        ll = kmalloc(sizeof(*ll), GFP_KERNEL); 
 | 
        if (!ll) 
 | 
            goto out; 
 | 
  
 | 
        ll->lock = &stress->locks[order[n]]; 
 | 
        list_add(&ll->link, &locks); 
 | 
    } 
 | 
    kfree(order); 
 | 
    order = NULL; 
 | 
  
 | 
    do { 
 | 
        ww_acquire_init(&ctx, &ww_class); 
 | 
  
 | 
        list_for_each_entry(ll, &locks, link) { 
 | 
            err = ww_mutex_lock(ll->lock, &ctx); 
 | 
            if (!err) 
 | 
                continue; 
 | 
  
 | 
            ln = ll; 
 | 
            list_for_each_entry_continue_reverse(ln, &locks, link) 
 | 
                ww_mutex_unlock(ln->lock); 
 | 
  
 | 
            if (err != -EDEADLK) { 
 | 
                pr_err_once("stress (%s) failed with %d\n", 
 | 
                        __func__, err); 
 | 
                break; 
 | 
            } 
 | 
  
 | 
            ww_mutex_lock_slow(ll->lock, &ctx); 
 | 
            list_move(&ll->link, &locks); /* restarts iteration */ 
 | 
        } 
 | 
  
 | 
        dummy_load(stress); 
 | 
        list_for_each_entry(ll, &locks, link) 
 | 
            ww_mutex_unlock(ll->lock); 
 | 
  
 | 
        ww_acquire_fini(&ctx); 
 | 
    } while (!time_after(jiffies, stress->timeout)); 
 | 
  
 | 
out: 
 | 
    list_for_each_entry_safe(ll, ln, &locks, link) 
 | 
        kfree(ll); 
 | 
    kfree(order); 
 | 
    kfree(stress); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static void stress_one_work(struct work_struct *work) 
 | 
{ 
 | 
    struct stress *stress = container_of(work, typeof(*stress), work); 
 | 
    const int nlocks = stress->nlocks; 
 | 
    struct ww_mutex *lock = stress->locks + (get_random_int() % nlocks); 
 | 
    int err; 
 | 
  
 | 
    do { 
 | 
        err = ww_mutex_lock(lock, NULL); 
 | 
        if (!err) { 
 | 
            dummy_load(stress); 
 | 
            ww_mutex_unlock(lock); 
 | 
        } else { 
 | 
            pr_err_once("stress (%s) failed with %d\n", 
 | 
                    __func__, err); 
 | 
            break; 
 | 
        } 
 | 
    } while (!time_after(jiffies, stress->timeout)); 
 | 
  
 | 
    kfree(stress); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
#define STRESS_INORDER BIT(0) 
 | 
#define STRESS_REORDER BIT(1) 
 | 
#define STRESS_ONE BIT(2) 
 | 
#define STRESS_ALL (STRESS_INORDER | STRESS_REORDER | STRESS_ONE) 
 | 
  
 | 
static int stress(int nlocks, int nthreads, unsigned int flags) 
 | 
{ 
 | 
    struct ww_mutex *locks; 
 | 
    int n; 
 | 
  
 | 
    locks = kmalloc_array(nlocks, sizeof(*locks), GFP_KERNEL); 
 | 
    if (!locks) 
 | 
        return -ENOMEM; 
 | 
  
 | 
    for (n = 0; n < nlocks; n++) 
 | 
        ww_mutex_init(&locks[n], &ww_class); 
 | 
  
 | 
    for (n = 0; nthreads; n++) { 
 | 
        struct stress *stress; 
 | 
        void (*fn)(struct work_struct *work); 
 | 
  
 | 
        fn = NULL; 
 | 
        switch (n & 3) { 
 | 
        case 0: 
 | 
            if (flags & STRESS_INORDER) 
 | 
                fn = stress_inorder_work; 
 | 
            break; 
 | 
        case 1: 
 | 
            if (flags & STRESS_REORDER) 
 | 
                fn = stress_reorder_work; 
 | 
            break; 
 | 
        case 2: 
 | 
            if (flags & STRESS_ONE) 
 | 
                fn = stress_one_work; 
 | 
            break; 
 | 
        } 
 | 
  
 | 
        if (!fn) 
 | 
            continue; 
 | 
  
 | 
        stress = kmalloc(sizeof(*stress), GFP_KERNEL); 
 | 
        if (!stress) 
 | 
            break; 
 | 
  
 | 
        INIT_WORK(&stress->work, fn); 
 | 
        stress->locks = locks; 
 | 
        stress->nlocks = nlocks; 
 | 
        stress->timeout = jiffies + 2*HZ; 
 | 
  
 | 
        queue_work(wq, &stress->work); 
 | 
        nthreads--; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    flush_workqueue(wq); 
 | 
  
 | 
    for (n = 0; n < nlocks; n++) 
 | 
        ww_mutex_destroy(&locks[n]); 
 | 
    kfree(locks); 
 | 
  
 | 
    return 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int __init test_ww_mutex_init(void) 
 | 
{ 
 | 
    int ncpus = num_online_cpus(); 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    wq = alloc_workqueue("test-ww_mutex", WQ_UNBOUND, 0); 
 | 
    if (!wq) 
 | 
        return -ENOMEM; 
 | 
  
 | 
    ret = test_mutex(); 
 | 
    if (ret) 
 | 
        return ret; 
 | 
  
 | 
    ret = test_aa(); 
 | 
    if (ret) 
 | 
        return ret; 
 | 
  
 | 
    ret = test_abba(false); 
 | 
    if (ret) 
 | 
        return ret; 
 | 
  
 | 
    ret = test_abba(true); 
 | 
    if (ret) 
 | 
        return ret; 
 | 
  
 | 
    ret = test_cycle(ncpus); 
 | 
    if (ret) 
 | 
        return ret; 
 | 
  
 | 
    ret = stress(16, 2*ncpus, STRESS_INORDER); 
 | 
    if (ret) 
 | 
        return ret; 
 | 
  
 | 
    ret = stress(16, 2*ncpus, STRESS_REORDER); 
 | 
    if (ret) 
 | 
        return ret; 
 | 
  
 | 
    ret = stress(4095, hweight32(STRESS_ALL)*ncpus, STRESS_ALL); 
 | 
    if (ret) 
 | 
        return ret; 
 | 
  
 | 
    return 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static void __exit test_ww_mutex_exit(void) 
 | 
{ 
 | 
    destroy_workqueue(wq); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
module_init(test_ww_mutex_init); 
 | 
module_exit(test_ww_mutex_exit); 
 | 
  
 | 
MODULE_LICENSE("GPL"); 
 | 
MODULE_AUTHOR("Intel Corporation"); 
 |