hc
2025-02-14 bbb9540dc49f70f6b703d1c8d1b85fa5f602d86e
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
/*
 * MCS lock defines
 *
 * This file contains the main data structure and API definitions of MCS lock.
 *
 * The MCS lock (proposed by Mellor-Crummey and Scott) is a simple spin-lock
 * with the desirable properties of being fair, and with each cpu trying
 * to acquire the lock spinning on a local variable.
 * It avoids expensive cache bouncings that common test-and-set spin-lock
 * implementations incur.
 */
#ifndef __LINUX_MCS_SPINLOCK_H
#define __LINUX_MCS_SPINLOCK_H
 
#include <asm/mcs_spinlock.h>
 
struct mcs_spinlock {
   struct mcs_spinlock *next;
   int locked; /* 1 if lock acquired */
   int count;  /* nesting count, see qspinlock.c */
};
 
#ifndef arch_mcs_spin_lock_contended
/*
 * Using smp_cond_load_acquire() provides the acquire semantics
 * required so that subsequent operations happen after the
 * lock is acquired. Additionally, some architectures such as
 * ARM64 would like to do spin-waiting instead of purely
 * spinning, and smp_cond_load_acquire() provides that behavior.
 */
#define arch_mcs_spin_lock_contended(l)                    \
do {                                    \
   smp_cond_load_acquire(l, VAL);                    \
} while (0)
#endif
 
#ifndef arch_mcs_spin_unlock_contended
/*
 * smp_store_release() provides a memory barrier to ensure all
 * operations in the critical section has been completed before
 * unlocking.
 */
#define arch_mcs_spin_unlock_contended(l)                \
   smp_store_release((l), 1)
#endif
 
/*
 * Note: the smp_load_acquire/smp_store_release pair is not
 * sufficient to form a full memory barrier across
 * cpus for many architectures (except x86) for mcs_unlock and mcs_lock.
 * For applications that need a full barrier across multiple cpus
 * with mcs_unlock and mcs_lock pair, smp_mb__after_unlock_lock() should be
 * used after mcs_lock.
 */
 
/*
 * In order to acquire the lock, the caller should declare a local node and
 * pass a reference of the node to this function in addition to the lock.
 * If the lock has already been acquired, then this will proceed to spin
 * on this node->locked until the previous lock holder sets the node->locked
 * in mcs_spin_unlock().
 */
static inline
void mcs_spin_lock(struct mcs_spinlock **lock, struct mcs_spinlock *node)
{
   struct mcs_spinlock *prev;
 
   /* Init node */
   node->locked = 0;
   node->next   = NULL;
 
   /*
    * We rely on the full barrier with global transitivity implied by the
    * below xchg() to order the initialization stores above against any
    * observation of @node. And to provide the ACQUIRE ordering associated
    * with a LOCK primitive.
    */
   prev = xchg(lock, node);
   if (likely(prev == NULL)) {
       /*
        * Lock acquired, don't need to set node->locked to 1. Threads
        * only spin on its own node->locked value for lock acquisition.
        * However, since this thread can immediately acquire the lock
        * and does not proceed to spin on its own node->locked, this
        * value won't be used. If a debug mode is needed to
        * audit lock status, then set node->locked value here.
        */
       return;
   }
   WRITE_ONCE(prev->next, node);
 
   /* Wait until the lock holder passes the lock down. */
   arch_mcs_spin_lock_contended(&node->locked);
}
 
/*
 * Releases the lock. The caller should pass in the corresponding node that
 * was used to acquire the lock.
 */
static inline
void mcs_spin_unlock(struct mcs_spinlock **lock, struct mcs_spinlock *node)
{
   struct mcs_spinlock *next = READ_ONCE(node->next);
 
   if (likely(!next)) {
       /*
        * Release the lock by setting it to NULL
        */
       if (likely(cmpxchg_release(lock, node, NULL) == node))
           return;
       /* Wait until the next pointer is set */
       while (!(next = READ_ONCE(node->next)))
           cpu_relax();
   }
 
   /* Pass lock to next waiter. */
   arch_mcs_spin_unlock_contended(&next->locked);
}
 
#endif /* __LINUX_MCS_SPINLOCK_H */