]> git.proxmox.com Git - mirror_ubuntu-artful-kernel.git/blobdiff - spl/module/splat/splat-mutex.c
UBUNTU: SAUCE: (noup) Update spl to 0.6.5.9-1, zfs to 0.6.5.9-2
[mirror_ubuntu-artful-kernel.git] / spl / module / splat / splat-mutex.c
diff --git a/spl/module/splat/splat-mutex.c b/spl/module/splat/splat-mutex.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..86bef8e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,441 @@
+/*****************************************************************************\
+ *  Copyright (C) 2007-2010 Lawrence Livermore National Security, LLC.
+ *  Copyright (C) 2007 The Regents of the University of California.
+ *  Produced at Lawrence Livermore National Laboratory (cf, DISCLAIMER).
+ *  Written by Brian Behlendorf <behlendorf1@llnl.gov>.
+ *  UCRL-CODE-235197
+ *
+ *  This file is part of the SPL, Solaris Porting Layer.
+ *  For details, see <http://zfsonlinux.org/>.
+ *
+ *  The SPL is free software; you can redistribute it and/or modify it
+ *  under the terms of the GNU General Public License as published by the
+ *  Free Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your
+ *  option) any later version.
+ *
+ *  The SPL is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
+ *  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
+ *  FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
+ *  for more details.
+ *
+ *  You should have received a copy of the GNU General Public License along
+ *  with the SPL.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+ *****************************************************************************
+ *  Solaris Porting LAyer Tests (SPLAT) Mutex Tests.
+\*****************************************************************************/
+
+#include <sys/mutex.h>
+#include <sys/taskq.h>
+#include <linux/delay.h>
+#include <linux/mm_compat.h>
+#include "splat-internal.h"
+
+#define SPLAT_MUTEX_NAME                "mutex"
+#define SPLAT_MUTEX_DESC                "Kernel Mutex Tests"
+
+#define SPLAT_MUTEX_TEST1_ID            0x0401
+#define SPLAT_MUTEX_TEST1_NAME          "tryenter"
+#define SPLAT_MUTEX_TEST1_DESC          "Validate mutex_tryenter() correctness"
+
+#define SPLAT_MUTEX_TEST2_ID            0x0402
+#define SPLAT_MUTEX_TEST2_NAME          "race"
+#define SPLAT_MUTEX_TEST2_DESC          "Many threads entering/exiting the mutex"
+
+#define SPLAT_MUTEX_TEST3_ID            0x0403
+#define SPLAT_MUTEX_TEST3_NAME          "owned"
+#define SPLAT_MUTEX_TEST3_DESC          "Validate mutex_owned() correctness"
+
+#define SPLAT_MUTEX_TEST4_ID            0x0404
+#define SPLAT_MUTEX_TEST4_NAME          "owner"
+#define SPLAT_MUTEX_TEST4_DESC          "Validate mutex_owner() correctness"
+
+#define SPLAT_MUTEX_TEST_MAGIC          0x115599DDUL
+#define SPLAT_MUTEX_TEST_NAME           "mutex_test"
+#define SPLAT_MUTEX_TEST_TASKQ          "mutex_taskq"
+#define SPLAT_MUTEX_TEST_COUNT          128
+
+typedef struct mutex_priv {
+        unsigned long mp_magic;
+        struct file *mp_file;
+        kmutex_t mp_mtx;
+        int mp_rc;
+        int mp_rc2;
+} mutex_priv_t;
+
+static void
+splat_mutex_test1_func(void *arg)
+{
+        mutex_priv_t *mp = (mutex_priv_t *)arg;
+        ASSERT(mp->mp_magic == SPLAT_MUTEX_TEST_MAGIC);
+
+        if (mutex_tryenter(&mp->mp_mtx)) {
+                mp->mp_rc = 0;
+                mutex_exit(&mp->mp_mtx);
+        } else {
+                mp->mp_rc = -EBUSY;
+        }
+}
+
+static int
+splat_mutex_test1(struct file *file, void *arg)
+{
+        mutex_priv_t *mp;
+        taskq_t *tq;
+        int id, rc = 0;
+
+        mp = (mutex_priv_t *)kmalloc(sizeof(*mp), GFP_KERNEL);
+        if (mp == NULL)
+                return -ENOMEM;
+
+        tq = taskq_create(SPLAT_MUTEX_TEST_TASKQ, 1, defclsyspri,
+                          50, INT_MAX, TASKQ_PREPOPULATE);
+        if (tq == NULL) {
+                rc = -ENOMEM;
+                goto out2;
+        }
+
+        mp->mp_magic = SPLAT_MUTEX_TEST_MAGIC;
+        mp->mp_file = file;
+        mutex_init(&mp->mp_mtx, SPLAT_MUTEX_TEST_NAME, MUTEX_DEFAULT, NULL);
+        mutex_enter(&mp->mp_mtx);
+
+        /*
+         * Schedule a task function which will try and acquire the mutex via
+         * mutex_tryenter() while it's held.  This should fail and the task
+         * function will indicate this status in the passed private data.
+         */
+        mp->mp_rc = -EINVAL;
+        id = taskq_dispatch(tq, splat_mutex_test1_func, mp, TQ_SLEEP);
+        if (id == 0) {
+                mutex_exit(&mp->mp_mtx);
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST1_NAME, "%s",
+                             "taskq_dispatch() failed\n");
+                rc = -EINVAL;
+                goto out;
+        }
+
+        taskq_wait_id(tq, id);
+        mutex_exit(&mp->mp_mtx);
+
+        /* Task function successfully acquired mutex, very bad! */
+        if (mp->mp_rc != -EBUSY) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST1_NAME,
+                             "mutex_trylock() incorrectly succeeded when "
+                             "the mutex was held, %d/%d\n", id, mp->mp_rc);
+                rc = -EINVAL;
+                goto out;
+        } else {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST1_NAME, "%s",
+                             "mutex_trylock() correctly failed when "
+                             "the mutex was held\n");
+        }
+
+        /*
+         * Schedule a task function which will try and acquire the mutex via
+         * mutex_tryenter() while it is not held.  This should succeed and
+         * can be verified by checking the private data.
+         */
+        mp->mp_rc = -EINVAL;
+        id = taskq_dispatch(tq, splat_mutex_test1_func, mp, TQ_SLEEP);
+        if (id == 0) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST1_NAME, "%s",
+                             "taskq_dispatch() failed\n");
+                rc = -EINVAL;
+                goto out;
+        }
+
+        taskq_wait_id(tq, id);
+
+        /* Task function failed to acquire mutex, very bad! */
+        if (mp->mp_rc != 0) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST1_NAME,
+                             "mutex_trylock() incorrectly failed when "
+                             "the mutex was not held, %d/%d\n", id, mp->mp_rc);
+                rc = -EINVAL;
+        } else {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST1_NAME, "%s",
+                             "mutex_trylock() correctly succeeded "
+                             "when the mutex was not held\n");
+        }
+out:
+        taskq_destroy(tq);
+        mutex_destroy(&(mp->mp_mtx));
+out2:
+        kfree(mp);
+        return rc;
+}
+
+static void
+splat_mutex_test2_func(void *arg)
+{
+        mutex_priv_t *mp = (mutex_priv_t *)arg;
+        int rc;
+        ASSERT(mp->mp_magic == SPLAT_MUTEX_TEST_MAGIC);
+
+        /* Read the value before sleeping and write it after we wake up to
+         * maximize the chance of a race if mutexs are not working properly */
+        mutex_enter(&mp->mp_mtx);
+        rc = mp->mp_rc;
+        set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
+        schedule_timeout(HZ / 100);  /* 1/100 of a second */
+        VERIFY(mp->mp_rc == rc);
+        mp->mp_rc = rc + 1;
+        mutex_exit(&mp->mp_mtx);
+}
+
+static int
+splat_mutex_test2(struct file *file, void *arg)
+{
+        mutex_priv_t *mp;
+        taskq_t *tq;
+        int i, rc = 0;
+
+        mp = (mutex_priv_t *)kmalloc(sizeof(*mp), GFP_KERNEL);
+        if (mp == NULL)
+                return -ENOMEM;
+
+        /* Create several threads allowing tasks to race with each other */
+        tq = taskq_create(SPLAT_MUTEX_TEST_TASKQ, num_online_cpus(),
+                          defclsyspri, 50, INT_MAX, TASKQ_PREPOPULATE);
+        if (tq == NULL) {
+                rc = -ENOMEM;
+                goto out;
+        }
+
+        mp->mp_magic = SPLAT_MUTEX_TEST_MAGIC;
+        mp->mp_file = file;
+        mutex_init(&(mp->mp_mtx), SPLAT_MUTEX_TEST_NAME, MUTEX_DEFAULT, NULL);
+        mp->mp_rc = 0;
+
+        /*
+         * Schedule N work items to the work queue each of which enters the
+         * mutex, sleeps briefly, then exits the mutex.  On a multiprocessor
+         * box these work items will be handled by all available CPUs.  The
+         * task function checks to ensure the tracked shared variable is
+         * always only incremented by one.  Additionally, the mutex itself
+         * is instrumented such that if any two processors are in the
+         * critical region at the same time the system will panic.  If the
+         * mutex is implemented right this will never happy, that's a pass.
+         */
+        for (i = 0; i < SPLAT_MUTEX_TEST_COUNT; i++) {
+                if (!taskq_dispatch(tq, splat_mutex_test2_func, mp, TQ_SLEEP)) {
+                        splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST2_NAME,
+                                     "Failed to queue task %d\n", i);
+                        rc = -EINVAL;
+                }
+        }
+
+        taskq_wait(tq);
+
+        if (mp->mp_rc == SPLAT_MUTEX_TEST_COUNT) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST2_NAME, "%d racing threads "
+                           "correctly entered/exited the mutex %d times\n",
+                           num_online_cpus(), mp->mp_rc);
+        } else {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST2_NAME, "%d racing threads "
+                           "only processed %d/%d mutex work items\n",
+                           num_online_cpus(),mp->mp_rc,SPLAT_MUTEX_TEST_COUNT);
+                rc = -EINVAL;
+        }
+
+        taskq_destroy(tq);
+        mutex_destroy(&(mp->mp_mtx));
+out:
+        kfree(mp);
+        return rc;
+}
+
+static void
+splat_mutex_owned(void *priv)
+{
+        mutex_priv_t *mp = (mutex_priv_t *)priv;
+
+        ASSERT(mp->mp_magic == SPLAT_MUTEX_TEST_MAGIC);
+        mp->mp_rc = mutex_owned(&mp->mp_mtx);
+        mp->mp_rc2 = MUTEX_HELD(&mp->mp_mtx);
+}
+
+static int
+splat_mutex_test3(struct file *file, void *arg)
+{
+        mutex_priv_t mp;
+        taskq_t *tq;
+        int rc = 0;
+
+        mp.mp_magic = SPLAT_MUTEX_TEST_MAGIC;
+        mp.mp_file = file;
+        mutex_init(&mp.mp_mtx, SPLAT_MUTEX_TEST_NAME, MUTEX_DEFAULT, NULL);
+
+        if ((tq = taskq_create(SPLAT_MUTEX_TEST_NAME, 1, defclsyspri,
+                               50, INT_MAX, TASKQ_PREPOPULATE)) == NULL) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST3_NAME, "Taskq '%s' "
+                             "create failed\n", SPLAT_MUTEX_TEST3_NAME);
+                return -EINVAL;
+        }
+
+        mutex_enter(&mp.mp_mtx);
+
+        /* Mutex should be owned by current */
+        if (!mutex_owned(&mp.mp_mtx)) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST3_NAME, "Unowned mutex "
+                             "should be owned by pid %d\n", current->pid);
+                rc = -EINVAL;
+                goto out_exit;
+        }
+
+        if (taskq_dispatch(tq, splat_mutex_owned, &mp, TQ_SLEEP) == 0) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST3_NAME, "Failed to "
+                             "dispatch function '%s' to taskq\n",
+                             sym2str(splat_mutex_owned));
+                rc = -EINVAL;
+                goto out_exit;
+        }
+        taskq_wait(tq);
+
+        /* Mutex should not be owned which checked from a different thread */
+        if (mp.mp_rc || mp.mp_rc2) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST3_NAME, "Mutex owned by "
+                             "pid %d not by taskq\n", current->pid);
+                rc = -EINVAL;
+                goto out_exit;
+        }
+
+        mutex_exit(&mp.mp_mtx);
+
+        /* Mutex should not be owned by current */
+        if (mutex_owned(&mp.mp_mtx)) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST3_NAME, "Mutex owned by "
+                             "pid %d it should be unowned\b", current->pid);
+                rc = -EINVAL;
+                goto out;
+        }
+
+        if (taskq_dispatch(tq, splat_mutex_owned, &mp, TQ_SLEEP) == 0) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST3_NAME, "Failed to "
+                             "dispatch function '%s' to taskq\n",
+                             sym2str(splat_mutex_owned));
+                rc = -EINVAL;
+                goto out;
+        }
+        taskq_wait(tq);
+
+        /* Mutex should be owned by no one */
+        if (mp.mp_rc || mp.mp_rc2) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST3_NAME, "Mutex owned by "
+                             "no one, %d/%d disagrees\n", mp.mp_rc, mp.mp_rc2);
+                rc = -EINVAL;
+                goto out;
+        }
+
+        splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST3_NAME, "%s",
+                   "Correct mutex_owned() behavior\n");
+        goto out;
+out_exit:
+        mutex_exit(&mp.mp_mtx);
+out:
+        mutex_destroy(&mp.mp_mtx);
+        taskq_destroy(tq);
+
+        return rc;
+}
+
+static int
+splat_mutex_test4(struct file *file, void *arg)
+{
+        kmutex_t mtx;
+        kthread_t *owner;
+        int rc = 0;
+
+        mutex_init(&mtx, SPLAT_MUTEX_TEST_NAME, MUTEX_DEFAULT, NULL);
+
+        /*
+         * Verify mutex owner is cleared after being dropped.  Depending
+         * on how you build your kernel this behavior changes, ensure the
+         * SPL mutex implementation is properly detecting this.
+         */
+        mutex_enter(&mtx);
+        msleep(100);
+        mutex_exit(&mtx);
+        if (MUTEX_HELD(&mtx)) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST4_NAME, "Mutex should "
+                           "not be held, bit is by %p\n", mutex_owner(&mtx));
+                rc = -EINVAL;
+                goto out;
+        }
+
+        mutex_enter(&mtx);
+
+        /* Mutex should be owned by current */
+        owner = mutex_owner(&mtx);
+        if (current != owner) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST4_NAME, "Mutex should "
+                           "be owned by pid %d but is owned by pid %d\n",
+                           current->pid, owner ? owner->pid : -1);
+                rc = -EINVAL;
+                goto out;
+        }
+
+        mutex_exit(&mtx);
+
+        /* Mutex should not be owned by any task */
+        owner = mutex_owner(&mtx);
+        if (owner) {
+                splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST4_NAME, "Mutex should not "
+                           "be owned but is owned by pid %d\n", owner->pid);
+                rc = -EINVAL;
+                goto out;
+        }
+
+        splat_vprint(file, SPLAT_MUTEX_TEST3_NAME, "%s",
+                   "Correct mutex_owner() behavior\n");
+out:
+        mutex_destroy(&mtx);
+
+        return rc;
+}
+
+splat_subsystem_t *
+splat_mutex_init(void)
+{
+        splat_subsystem_t *sub;
+
+        sub = kmalloc(sizeof(*sub), GFP_KERNEL);
+        if (sub == NULL)
+                return NULL;
+
+        memset(sub, 0, sizeof(*sub));
+        strncpy(sub->desc.name, SPLAT_MUTEX_NAME, SPLAT_NAME_SIZE);
+        strncpy(sub->desc.desc, SPLAT_MUTEX_DESC, SPLAT_DESC_SIZE);
+        INIT_LIST_HEAD(&sub->subsystem_list);
+        INIT_LIST_HEAD(&sub->test_list);
+        spin_lock_init(&sub->test_lock);
+        sub->desc.id = SPLAT_SUBSYSTEM_MUTEX;
+
+        SPLAT_TEST_INIT(sub, SPLAT_MUTEX_TEST1_NAME, SPLAT_MUTEX_TEST1_DESC,
+                      SPLAT_MUTEX_TEST1_ID, splat_mutex_test1);
+        SPLAT_TEST_INIT(sub, SPLAT_MUTEX_TEST2_NAME, SPLAT_MUTEX_TEST2_DESC,
+                      SPLAT_MUTEX_TEST2_ID, splat_mutex_test2);
+        SPLAT_TEST_INIT(sub, SPLAT_MUTEX_TEST3_NAME, SPLAT_MUTEX_TEST3_DESC,
+                      SPLAT_MUTEX_TEST3_ID, splat_mutex_test3);
+        SPLAT_TEST_INIT(sub, SPLAT_MUTEX_TEST4_NAME, SPLAT_MUTEX_TEST4_DESC,
+                      SPLAT_MUTEX_TEST4_ID, splat_mutex_test4);
+
+        return sub;
+}
+
+void
+splat_mutex_fini(splat_subsystem_t *sub)
+{
+        ASSERT(sub);
+        SPLAT_TEST_FINI(sub, SPLAT_MUTEX_TEST4_ID);
+        SPLAT_TEST_FINI(sub, SPLAT_MUTEX_TEST3_ID);
+        SPLAT_TEST_FINI(sub, SPLAT_MUTEX_TEST2_ID);
+        SPLAT_TEST_FINI(sub, SPLAT_MUTEX_TEST1_ID);
+
+        kfree(sub);
+}
+
+int
+splat_mutex_id(void) {
+        return SPLAT_SUBSYSTEM_MUTEX;
+}