Quelle  wait.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Generic waiting primitives.
 *
 * (C) 2004 Nadia Yvette Chambers, Oracle
 */
#include "sched.h"

void __init_waitqueue_head(struct wait_queue_head *wq_head, const char *name, struct lock_class_key *key)
{
 spin_lock_init(&wq_head->lock);
 lockdep_set_class_and_name(&wq_head->lock, key, name);
 INIT_LIST_HEAD(&wq_head->head);
}

EXPORT_SYMBOL(__init_waitqueue_head);

void add_wait_queue(struct wait_queue_head *wq_head, struct wait_queue_entry *wq_entry)
{
 unsigned long flags;

 wq_entry->flags &= ~WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
 spin_lock_irqsave(&wq_head->lock, flags);
 __add_wait_queue(wq_head, wq_entry);
 spin_unlock_irqrestore(&wq_head->lock, flags);
}
EXPORT_SYMBOL(add_wait_queue);

void add_wait_queue_exclusive(struct wait_queue_head *wq_head, struct wait_queue_entry *wq_entry)
{
 unsigned long flags;

 wq_entry->flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
 spin_lock_irqsave(&wq_head->lock, flags);
 __add_wait_queue_entry_tail(wq_head, wq_entry);
 spin_unlock_irqrestore(&wq_head->lock, flags);
}
EXPORT_SYMBOL(add_wait_queue_exclusive);

void add_wait_queue_priority(struct wait_queue_head *wq_head, struct wait_queue_entry *wq_entry)
{
 unsigned long flags;

 wq_entry->flags |= WQ_FLAG_PRIORITY;
 spin_lock_irqsave(&wq_head->lock, flags);
 __add_wait_queue(wq_head, wq_entry);
 spin_unlock_irqrestore(&wq_head->lock, flags);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(add_wait_queue_priority);

int add_wait_queue_priority_exclusive(struct wait_queue_head *wq_head,
          struct wait_queue_entry *wq_entry)
{
 struct list_head *head = &wq_head->head;

 wq_entry->flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE | WQ_FLAG_PRIORITY;

 guard(spinlock_irqsave)(&wq_head->lock);

 if (!list_empty(head) &&
     (list_first_entry(head, typeof(*wq_entry), entry)->flags & WQ_FLAG_PRIORITY))
  return -EBUSY;

 list_add(&wq_entry->entry, head);
 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(add_wait_queue_priority_exclusive);

void remove_wait_queue(struct wait_queue_head *wq_head, struct wait_queue_entry *wq_entry)
{
 unsigned long flags;

 spin_lock_irqsave(&wq_head->lock, flags);
 __remove_wait_queue(wq_head, wq_entry);
 spin_unlock_irqrestore(&wq_head->lock, flags);
}
EXPORT_SYMBOL(remove_wait_queue);

/*
 * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
 * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
 * number) then we wake that number of exclusive tasks, and potentially all
 * the non-exclusive tasks. Normally, exclusive tasks will be at the end of
 * the list and any non-exclusive tasks will be woken first. A priority task
 * may be at the head of the list, and can consume the event without any other
 * tasks being woken if it's also an exclusive task.
 *
 * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
 * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
 * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
 */
static int __wake_up_common(struct wait_queue_head *wq_head, unsigned int mode,
   int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
{
 wait_queue_entry_t *curr, *next;

 lockdep_assert_held(&wq_head->lock);

 curr = list_first_entry(&wq_head->head, wait_queue_entry_t, entry);

 if (&curr->entry == &wq_head->head)
  return nr_exclusive;

 list_for_each_entry_safe_from(curr, next, &wq_head->head, entry) {
  unsigned flags = curr->flags;
  int ret;

  ret = curr->func(curr, mode, wake_flags, key);
  if (ret < 0)
   break;
  if (ret && (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
   break;
 }

 return nr_exclusive;
}

static int __wake_up_common_lock(struct wait_queue_head *wq_head, unsigned int mode,
   int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
{
 unsigned long flags;
 int remaining;

 spin_lock_irqsave(&wq_head->lock, flags);
 remaining = __wake_up_common(wq_head, mode, nr_exclusive, wake_flags,
   key);
 spin_unlock_irqrestore(&wq_head->lock, flags);

 return nr_exclusive - remaining;
}

/**
 * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
 * @wq_head: the waitqueue
 * @mode: which threads
 * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
 * @key: is directly passed to the wakeup function
 *
 * If this function wakes up a task, it executes a full memory barrier
 * before accessing the task state.  Returns the number of exclusive
 * tasks that were awaken.
 */
int __wake_up(struct wait_queue_head *wq_head, unsigned int mode,
       int nr_exclusive, void *key)
{
 return __wake_up_common_lock(wq_head, mode, nr_exclusive, 0, key);
}
EXPORT_SYMBOL(__wake_up);

void __wake_up_on_current_cpu(struct wait_queue_head *wq_head, unsigned int mode, void *key)
{
 __wake_up_common_lock(wq_head, mode, 1, WF_CURRENT_CPU, key);
}

/*
 * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
 */
void __wake_up_locked(struct wait_queue_head *wq_head, unsigned int mode, int nr)
{
 __wake_up_common(wq_head, mode, nr, 0, NULL);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);

void __wake_up_locked_key(struct wait_queue_head *wq_head, unsigned int mode, void *key)
{
 __wake_up_common(wq_head, mode, 1, 0, key);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);

/**
 * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
 * @wq_head: the waitqueue
 * @mode: which threads
 * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
 *
 * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
 * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
 * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
 * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
 *
 * On UP it can prevent extra preemption.
 *
 * If this function wakes up a task, it executes a full memory barrier before
 * accessing the task state.
 */
void __wake_up_sync_key(struct wait_queue_head *wq_head, unsigned int mode,
   void *key)
{
 if (unlikely(!wq_head))
  return;

 __wake_up_common_lock(wq_head, mode, 1, WF_SYNC, key);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);

/**
 * __wake_up_locked_sync_key - wake up a thread blocked on a locked waitqueue.
 * @wq_head: the waitqueue
 * @mode: which threads
 * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
 *
 * The sync wakeup differs in that the waker knows that it will schedule
 * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
 * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
 * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
 *
 * On UP it can prevent extra preemption.
 *
 * If this function wakes up a task, it executes a full memory barrier before
 * accessing the task state.
 */
void __wake_up_locked_sync_key(struct wait_queue_head *wq_head,
          unsigned int mode, void *key)
{
        __wake_up_common(wq_head, mode, 1, WF_SYNC, key);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_sync_key);

/*
 * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
 */
void __wake_up_sync(struct wait_queue_head *wq_head, unsigned int mode)
{
 __wake_up_sync_key(wq_head, mode, NULL);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync); /* For internal use only */

void __wake_up_pollfree(struct wait_queue_head *wq_head)
{
 __wake_up(wq_head, TASK_NORMAL, 0, poll_to_key(EPOLLHUP | POLLFREE));
 /* POLLFREE must have cleared the queue. */
 WARN_ON_ONCE(waitqueue_active(wq_head));
}

/*
 * Note: we use "set_current_state()" _after_ the wait-queue add,
 * because we need a memory barrier there on SMP, so that any
 * wake-function that tests for the wait-queue being active
 * will be guaranteed to see waitqueue addition _or_ subsequent
 * tests in this thread will see the wakeup having taken place.
 *
 * The spin_unlock() itself is semi-permeable and only protects
 * one way (it only protects stuff inside the critical region and
 * stops them from bleeding out - it would still allow subsequent
 * loads to move into the critical region).
 */
void
prepare_to_wait(struct wait_queue_head *wq_head, struct wait_queue_entry *wq_entry, int state)
{
 unsigned long flags;

 wq_entry->flags &= ~WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
 spin_lock_irqsave(&wq_head->lock, flags);
 if (list_empty(&wq_entry->entry))
  __add_wait_queue(wq_head, wq_entry);
 set_current_state(state);
 spin_unlock_irqrestore(&wq_head->lock, flags);
}
EXPORT_SYMBOL(prepare_to_wait);

/* Returns true if we are the first waiter in the queue, false otherwise. */
bool
prepare_to_wait_exclusive(struct wait_queue_head *wq_head, struct wait_queue_entry *wq_entry, int state)
{
 unsigned long flags;
 bool was_empty = false;

 wq_entry->flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
 spin_lock_irqsave(&wq_head->lock, flags);
 if (list_empty(&wq_entry->entry)) {
  was_empty = list_empty(&wq_head->head);
  __add_wait_queue_entry_tail(wq_head, wq_entry);
 }
 set_current_state(state);
 spin_unlock_irqrestore(&wq_head->lock, flags);
 return was_empty;
}
EXPORT_SYMBOL(prepare_to_wait_exclusive);

void init_wait_entry(struct wait_queue_entry *wq_entry, int flags)
{
 wq_entry->flags = flags;
 wq_entry->private = current;
 wq_entry->func = autoremove_wake_function;
 INIT_LIST_HEAD(&wq_entry->entry);
}
EXPORT_SYMBOL(init_wait_entry);

long prepare_to_wait_event(struct wait_queue_head *wq_head, struct wait_queue_entry *wq_entry, int state)
{
 unsigned long flags;
 long ret = 0;

 spin_lock_irqsave(&wq_head->lock, flags);
 if (signal_pending_state(state, current)) {
  /*
 * Exclusive waiter must not fail if it was selected by wakeup,
 * it should "consume" the condition we were waiting for.
 *
 * The caller will recheck the condition and return success if
 * we were already woken up, we can not miss the event because
 * wakeup locks/unlocks the same wq_head->lock.
 *
 * But we need to ensure that set-condition + wakeup after that
 * can't see us, it should wake up another exclusive waiter if
 * we fail.
 */
  list_del_init(&wq_entry->entry);
  ret = -ERESTARTSYS;
 } else {
  if (list_empty(&wq_entry->entry)) {
   if (wq_entry->flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE)
    __add_wait_queue_entry_tail(wq_head, wq_entry);
   else
    __add_wait_queue(wq_head, wq_entry);
  }
  set_current_state(state);
 }
 spin_unlock_irqrestore(&wq_head->lock, flags);

 return ret;
}
EXPORT_SYMBOL(prepare_to_wait_event);

/*
 * Note! These two wait functions are entered with the
 * wait-queue lock held (and interrupts off in the _irq
 * case), so there is no race with testing the wakeup
 * condition in the caller before they add the wait
 * entry to the wake queue.
 */
int do_wait_intr(wait_queue_head_t *wq, wait_queue_entry_t *wait)
{
 if (likely(list_empty(&wait->entry)))
  __add_wait_queue_entry_tail(wq, wait);

 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 if (signal_pending(current))
  return -ERESTARTSYS;

 spin_unlock(&wq->lock);
 schedule();
 spin_lock(&wq->lock);

 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL(do_wait_intr);

int do_wait_intr_irq(wait_queue_head_t *wq, wait_queue_entry_t *wait)
{
 if (likely(list_empty(&wait->entry)))
  __add_wait_queue_entry_tail(wq, wait);

 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 if (signal_pending(current))
  return -ERESTARTSYS;

 spin_unlock_irq(&wq->lock);
 schedule();
 spin_lock_irq(&wq->lock);

 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL(do_wait_intr_irq);

/**
 * finish_wait - clean up after waiting in a queue
 * @wq_head: waitqueue waited on
 * @wq_entry: wait descriptor
 *
 * Sets current thread back to running state and removes
 * the wait descriptor from the given waitqueue if still
 * queued.
 */
void finish_wait(struct wait_queue_head *wq_head, struct wait_queue_entry *wq_entry)
{
 unsigned long flags;

 __set_current_state(TASK_RUNNING);
 /*
 * We can check for list emptiness outside the lock
 * IFF:
 *  - we use the "careful" check that verifies both
 *    the next and prev pointers, so that there cannot
 *    be any half-pending updates in progress on other
 *    CPU's that we haven't seen yet (and that might
 *    still change the stack area.
 * and
 *  - all other users take the lock (ie we can only
 *    have _one_ other CPU that looks at or modifies
 *    the list).
 */
 if (!list_empty_careful(&wq_entry->entry)) {
  spin_lock_irqsave(&wq_head->lock, flags);
  list_del_init(&wq_entry->entry);
  spin_unlock_irqrestore(&wq_head->lock, flags);
 }
}
EXPORT_SYMBOL(finish_wait);

int autoremove_wake_function(struct wait_queue_entry *wq_entry, unsigned mode, int sync, void *key)
{
 int ret = default_wake_function(wq_entry, mode, sync, key);

 if (ret)
  list_del_init_careful(&wq_entry->entry);

 return ret;
}
EXPORT_SYMBOL(autoremove_wake_function);

/*
 * DEFINE_WAIT_FUNC(wait, woken_wake_func);
 *
 * add_wait_queue(&wq_head, &wait);
 * for (;;) {
 *     if (condition)
 *         break;
 *
 *     // in wait_woken() // in woken_wake_function()
 *
 *     p->state = mode; wq_entry->flags |= WQ_FLAG_WOKEN;
 *     smp_mb(); // A try_to_wake_up():
 *     if (!(wq_entry->flags & WQ_FLAG_WOKEN))    <full barrier>
 *         schedule()    if (p->state & mode)
 *     p->state = TASK_RUNNING;       p->state = TASK_RUNNING;
 *     wq_entry->flags &= ~WQ_FLAG_WOKEN; ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 *     smp_mb(); // B condition = true;
 * } smp_mb(); // C
 * remove_wait_queue(&wq_head, &wait); wq_entry->flags |= WQ_FLAG_WOKEN;
 */
long wait_woken(struct wait_queue_entry *wq_entry, unsigned mode, long timeout)
{
 /*
 * The below executes an smp_mb(), which matches with the full barrier
 * executed by the try_to_wake_up() in woken_wake_function() such that
 * either we see the store to wq_entry->flags in woken_wake_function()
 * or woken_wake_function() sees our store to current->state.
 */
 set_current_state(mode); /* A */
 if (!(wq_entry->flags & WQ_FLAG_WOKEN) && !kthread_should_stop_or_park())
  timeout = schedule_timeout(timeout);
 __set_current_state(TASK_RUNNING);

 /*
 * The below executes an smp_mb(), which matches with the smp_mb() (C)
 * in woken_wake_function() such that either we see the wait condition
 * being true or the store to wq_entry->flags in woken_wake_function()
 * follows ours in the coherence order.
 */
 smp_store_mb(wq_entry->flags, wq_entry->flags & ~WQ_FLAG_WOKEN); /* B */

 return timeout;
}
EXPORT_SYMBOL(wait_woken);

int woken_wake_function(struct wait_queue_entry *wq_entry, unsigned mode, int sync, void *key)
{
 /* Pairs with the smp_store_mb() in wait_woken(). */
 smp_mb(); /* C */
 wq_entry->flags |= WQ_FLAG_WOKEN;

 return default_wake_function(wq_entry, mode, sync, key);
}
EXPORT_SYMBOL(woken_wake_function);