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LITMUS TESTS 
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CoRR+poonceonce+Once.litmus 
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    Test of read-read coherence, that is, whether or not two 
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    successive reads from the same variable are ordered. 
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CoRW+poonceonce+Once.litmus 
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    Test of read-write coherence, that is, whether or not a read 
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    from a given variable followed by a write to that same variable 
 | 
    are ordered. 
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CoWR+poonceonce+Once.litmus 
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    Test of write-read coherence, that is, whether or not a write 
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    to a given variable followed by a read from that same variable 
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    are ordered. 
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CoWW+poonceonce.litmus 
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    Test of write-write coherence, that is, whether or not two 
 | 
    successive writes to the same variable are ordered. 
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IRIW+fencembonceonces+OnceOnce.litmus 
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    Test of independent reads from independent writes with smp_mb() 
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    between each pairs of reads.  In other words, is smp_mb() 
 | 
    sufficient to cause two different reading processes to agree on 
 | 
    the order of a pair of writes, where each write is to a different 
 | 
    variable by a different process?  This litmus test is forbidden 
 | 
    by LKMM's propagation rule. 
 | 
  
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IRIW+poonceonces+OnceOnce.litmus 
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    Test of independent reads from independent writes with nothing 
 | 
    between each pairs of reads.  In other words, is anything at all 
 | 
    needed to cause two different reading processes to agree on the 
 | 
    order of a pair of writes, where each write is to a different 
 | 
    variable by a different process? 
 | 
  
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ISA2+pooncelock+pooncelock+pombonce.litmus 
 | 
    Tests whether the ordering provided by a lock-protected S 
 | 
    litmus test is visible to an external process whose accesses are 
 | 
    separated by smp_mb().  This addition of an external process to 
 | 
    S is otherwise known as ISA2. 
 | 
  
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ISA2+poonceonces.litmus 
 | 
    As below, but with store-release replaced with WRITE_ONCE() 
 | 
    and load-acquire replaced with READ_ONCE(). 
 | 
  
 | 
ISA2+pooncerelease+poacquirerelease+poacquireonce.litmus 
 | 
    Can a release-acquire chain order a prior store against 
 | 
    a later load? 
 | 
  
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LB+fencembonceonce+ctrlonceonce.litmus 
 | 
    Does a control dependency and an smp_mb() suffice for the 
 | 
    load-buffering litmus test, where each process reads from one 
 | 
    of two variables then writes to the other? 
 | 
  
 | 
LB+poacquireonce+pooncerelease.litmus 
 | 
    Does a release-acquire pair suffice for the load-buffering 
 | 
    litmus test, where each process reads from one of two variables then 
 | 
    writes to the other? 
 | 
  
 | 
LB+poonceonces.litmus 
 | 
    As above, but with store-release replaced with WRITE_ONCE() 
 | 
    and load-acquire replaced with READ_ONCE(). 
 | 
  
 | 
MP+onceassign+derefonce.litmus 
 | 
    As below, but with rcu_assign_pointer() and an rcu_dereference(). 
 | 
  
 | 
MP+polockmbonce+poacquiresilsil.litmus 
 | 
    Protect the access with a lock and an smp_mb__after_spinlock() 
 | 
    in one process, and use an acquire load followed by a pair of 
 | 
    spin_is_locked() calls in the other process. 
 | 
  
 | 
MP+polockonce+poacquiresilsil.litmus 
 | 
    Protect the access with a lock in one process, and use an 
 | 
    acquire load followed by a pair of spin_is_locked() calls 
 | 
    in the other process. 
 | 
  
 | 
MP+polocks.litmus 
 | 
    As below, but with the second access of the writer process 
 | 
    and the first access of reader process protected by a lock. 
 | 
  
 | 
MP+poonceonces.litmus 
 | 
    As below, but without the smp_rmb() and smp_wmb(). 
 | 
  
 | 
MP+pooncerelease+poacquireonce.litmus 
 | 
    As below, but with a release-acquire chain. 
 | 
  
 | 
MP+porevlocks.litmus 
 | 
    As below, but with the first access of the writer process 
 | 
    and the second access of reader process protected by a lock. 
 | 
  
 | 
MP+fencewmbonceonce+fencermbonceonce.litmus 
 | 
    Does a smp_wmb() (between the stores) and an smp_rmb() (between 
 | 
    the loads) suffice for the message-passing litmus test, where one 
 | 
    process writes data and then a flag, and the other process reads 
 | 
    the flag and then the data.  (This is similar to the ISA2 tests, 
 | 
    but with two processes instead of three.) 
 | 
  
 | 
R+fencembonceonces.litmus 
 | 
    This is the fully ordered (via smp_mb()) version of one of 
 | 
    the classic counterintuitive litmus tests that illustrates the 
 | 
    effects of store propagation delays. 
 | 
  
 | 
R+poonceonces.litmus 
 | 
    As above, but without the smp_mb() invocations. 
 | 
  
 | 
SB+fencembonceonces.litmus 
 | 
    This is the fully ordered (again, via smp_mb() version of store 
 | 
    buffering, which forms the core of Dekker's mutual-exclusion 
 | 
    algorithm. 
 | 
  
 | 
SB+poonceonces.litmus 
 | 
    As above, but without the smp_mb() invocations. 
 | 
  
 | 
SB+rfionceonce-poonceonces.litmus 
 | 
    This litmus test demonstrates that LKMM is not fully multicopy 
 | 
    atomic.  (Neither is it other multicopy atomic.)  This litmus test 
 | 
    also demonstrates the "locations" debugging aid, which designates 
 | 
    additional registers and locations to be printed out in the dump 
 | 
    of final states in the herd7 output.  Without the "locations" 
 | 
    statement, only those registers and locations mentioned in the 
 | 
    "exists" clause will be printed. 
 | 
  
 | 
S+poonceonces.litmus 
 | 
    As below, but without the smp_wmb() and acquire load. 
 | 
  
 | 
S+fencewmbonceonce+poacquireonce.litmus 
 | 
    Can a smp_wmb(), instead of a release, and an acquire order 
 | 
    a prior store against a subsequent store? 
 | 
  
 | 
WRC+poonceonces+Once.litmus 
 | 
WRC+pooncerelease+fencermbonceonce+Once.litmus 
 | 
    These two are members of an extension of the MP litmus-test 
 | 
    class in which the first write is moved to a separate process. 
 | 
    The second is forbidden because smp_store_release() is 
 | 
    A-cumulative in LKMM. 
 | 
  
 | 
Z6.0+pooncelock+pooncelock+pombonce.litmus 
 | 
    Is the ordering provided by a spin_unlock() and a subsequent 
 | 
    spin_lock() sufficient to make ordering apparent to accesses 
 | 
    by a process not holding the lock? 
 | 
  
 | 
Z6.0+pooncelock+poonceLock+pombonce.litmus 
 | 
    As above, but with smp_mb__after_spinlock() immediately 
 | 
    following the spin_lock(). 
 | 
  
 | 
Z6.0+pooncerelease+poacquirerelease+fencembonceonce.litmus 
 | 
    Is the ordering provided by a release-acquire chain sufficient 
 | 
    to make ordering apparent to accesses by a process that does 
 | 
    not participate in that release-acquire chain? 
 | 
  
 | 
A great many more litmus tests are available here: 
 | 
  
 | 
    https://github.com/paulmckrcu/litmus 
 | 
  
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LITMUS TEST NAMING 
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 | 
Litmus tests are usually named based on their contents, which means that 
 | 
looking at the name tells you what the litmus test does.  The naming 
 | 
scheme covers litmus tests having a single cycle that passes through 
 | 
each process exactly once, so litmus tests not fitting this description 
 | 
are named on an ad-hoc basis. 
 | 
  
 | 
The structure of a litmus-test name is the litmus-test class, a plus 
 | 
sign ("+"), and one string for each process, separated by plus signs. 
 | 
The end of the name is ".litmus". 
 | 
  
 | 
The litmus-test classes may be found in the infamous test6.pdf: 
 | 
https://www.cl.cam.ac.uk/~pes20/ppc-supplemental/test6.pdf 
 | 
Each class defines the pattern of accesses and of the variables accessed. 
 | 
For example, if the one process writes to a pair of variables, and 
 | 
the other process reads from these same variables, the corresponding 
 | 
litmus-test class is "MP" (message passing), which may be found on the 
 | 
left-hand end of the second row of tests on page one of test6.pdf. 
 | 
  
 | 
The strings used to identify the actions carried out by each process are 
 | 
complex due to a desire to have short(er) names.  Thus, there is a tool to 
 | 
generate these strings from a given litmus test's actions.  For example, 
 | 
consider the processes from SB+rfionceonce-poonceonces.litmus: 
 | 
  
 | 
    P0(int *x, int *y) 
 | 
    { 
 | 
        int r1; 
 | 
        int r2; 
 | 
  
 | 
        WRITE_ONCE(*x, 1); 
 | 
        r1 = READ_ONCE(*x); 
 | 
        r2 = READ_ONCE(*y); 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    P1(int *x, int *y) 
 | 
    { 
 | 
        int r3; 
 | 
        int r4; 
 | 
  
 | 
        WRITE_ONCE(*y, 1); 
 | 
        r3 = READ_ONCE(*y); 
 | 
        r4 = READ_ONCE(*x); 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
The next step is to construct a space-separated list of descriptors, 
 | 
interleaving descriptions of the relation between a pair of consecutive 
 | 
accesses with descriptions of the second access in the pair. 
 | 
  
 | 
P0()'s WRITE_ONCE() is read by its first READ_ONCE(), which is a 
 | 
reads-from link (rf) and internal to the P0() process.  This is 
 | 
"rfi", which is an abbreviation for "reads-from internal".  Because 
 | 
some of the tools string these abbreviations together with space 
 | 
characters separating processes, the first character is capitalized, 
 | 
resulting in "Rfi". 
 | 
  
 | 
P0()'s second access is a READ_ONCE(), as opposed to (for example) 
 | 
smp_load_acquire(), so next is "Once".  Thus far, we have "Rfi Once". 
 | 
  
 | 
P0()'s third access is also a READ_ONCE(), but to y rather than x. 
 | 
This is related to P0()'s second access by program order ("po"), 
 | 
to a different variable ("d"), and both accesses are reads ("RR"). 
 | 
The resulting descriptor is "PodRR".  Because P0()'s third access is 
 | 
READ_ONCE(), we add another "Once" descriptor. 
 | 
  
 | 
A from-read ("fre") relation links P0()'s third to P1()'s first 
 | 
access, and the resulting descriptor is "Fre".  P1()'s first access is 
 | 
WRITE_ONCE(), which as before gives the descriptor "Once".  The string 
 | 
thus far is thus "Rfi Once PodRR Once Fre Once". 
 | 
  
 | 
The remainder of P1() is similar to P0(), which means we add 
 | 
"Rfi Once PodRR Once".  Another fre links P1()'s last access to 
 | 
P0()'s first access, which is WRITE_ONCE(), so we add "Fre Once". 
 | 
The full string is thus: 
 | 
  
 | 
    Rfi Once PodRR Once Fre Once Rfi Once PodRR Once Fre Once 
 | 
  
 | 
This string can be given to the "norm7" and "classify7" tools to 
 | 
produce the name: 
 | 
  
 | 
    $ norm7 -bell linux-kernel.bell \ 
 | 
        Rfi Once PodRR Once Fre Once Rfi Once PodRR Once Fre Once | \ 
 | 
      sed -e 's/:.*//g' 
 | 
    SB+rfionceonce-poonceonces 
 | 
  
 | 
Adding the ".litmus" suffix: SB+rfionceonce-poonceonces.litmus 
 | 
  
 | 
The descriptors that describe connections between consecutive accesses 
 | 
within the cycle through a given litmus test can be provided by the herd7 
 | 
tool (Rfi, Po, Fre, and so on) or by the linux-kernel.bell file (Once, 
 | 
Release, Acquire, and so on). 
 | 
  
 | 
To see the full list of descriptors, execute the following command: 
 | 
  
 | 
    $ diyone7 -bell linux-kernel.bell -show edges 
 |