printk: nbcon: Add emit function and callback function for atomic printing
authorThomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Sat, 16 Sep 2023 19:20:06 +0000 (21:26 +0206)
committerPetr Mladek <pmladek@suse.com>
Mon, 18 Sep 2023 15:03:45 +0000 (17:03 +0200)
Implement an emit function for nbcon consoles to output printk
messages. It utilizes the lockless printk_get_next_message() and
console_prepend_dropped() functions to retrieve/build the output
message. The emit function includes the required safety points to
check for handover/takeover and calls a new write_atomic callback
of the console driver to output the message. It also includes
proper handling for updating the nbcon console sequence number.

A new nbcon_write_context struct is introduced. This is provided
to the write_atomic callback and includes only the information
necessary for performing atomic writes.

Co-developed-by: John Ogness <john.ogness@linutronix.de>
Signed-off-by: John Ogness <john.ogness@linutronix.de>
Signed-off-by: Thomas Gleixner (Intel) <tglx@linutronix.de>
Reviewed-by: Petr Mladek <pmladek@suse.com>
Signed-off-by: Petr Mladek <pmladek@suse.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20230916192007.608398-8-john.ogness@linutronix.de
include/linux/console.h
kernel/printk/internal.h
kernel/printk/nbcon.c
kernel/printk/printk.c

index 20cd486b76ad032c685ebfa2b561e03d343b5ed9..14563dcb34b16bd87d87d949e3d0d2e99917b476 100644 (file)
@@ -242,6 +242,7 @@ struct printk_buffers;
  *                             be used only with NBCON_PRIO_PANIC @prio. It
  *                             might cause a system freeze when the console
  *                             is used later.
+ * @backlog:                   Ringbuffer has pending records
  * @pbufs:                     Pointer to the text buffer for this context
  * @seq:                       The sequence number to print for this context
  */
@@ -252,11 +253,28 @@ struct nbcon_context {
        enum nbcon_prio         prio;
        unsigned int            allow_unsafe_takeover   : 1;
 
+       /* members set by emit */
+       unsigned int            backlog                 : 1;
+
        /* members set by acquire */
        struct printk_buffers   *pbufs;
        u64                     seq;
 };
 
+/**
+ * struct nbcon_write_context - Context handed to the nbcon write callbacks
+ * @ctxt:              The core console context
+ * @outbuf:            Pointer to the text buffer for output
+ * @len:               Length to write
+ * @unsafe_takeover:   If a hostile takeover in an unsafe state has occurred
+ */
+struct nbcon_write_context {
+       struct nbcon_context    __private ctxt;
+       char                    *outbuf;
+       unsigned int            len;
+       bool                    unsafe_takeover;
+};
+
 /**
  * struct console - The console descriptor structure
  * @name:              The name of the console driver
@@ -277,6 +295,7 @@ struct nbcon_context {
  * @data:              Driver private data
  * @node:              hlist node for the console list
  *
+ * @write_atomic:      Write callback for atomic context
  * @nbcon_state:       State for nbcon consoles
  * @nbcon_seq:         Sequence number of the next record for nbcon to print
  * @pbufs:             Pointer to nbcon private buffer
@@ -301,6 +320,8 @@ struct console {
        struct hlist_node       node;
 
        /* nbcon console specific members */
+       bool                    (*write_atomic)(struct console *con,
+                                               struct nbcon_write_context *wctxt);
        atomic_t                __private nbcon_state;
        atomic_long_t           __private nbcon_seq;
        struct printk_buffers   *pbufs;
index 6473f5ae4a18c002857641ce7b792ab04af9fffd..6c2afee5ef6204b5ce4483505e5e8c2034874bc7 100644 (file)
@@ -130,3 +130,9 @@ struct printk_message {
 };
 
 bool other_cpu_in_panic(void);
+bool printk_get_next_message(struct printk_message *pmsg, u64 seq,
+                            bool is_extended, bool may_supress);
+
+#ifdef CONFIG_PRINTK
+void console_prepend_dropped(struct printk_message *pmsg, unsigned long dropped);
+#endif
index e076096b31c0b47c1e676cc9467f077bcbf3fd1f..6e05d263fd223f159337159d4b051a5b6dc77720 100644 (file)
@@ -221,7 +221,6 @@ void nbcon_seq_force(struct console *con, u64 seq)
  * nbcon_seq_force() was used or the current context no longer owns the
  * console. In the later case, it will stop printing anyway.
  */
-__maybe_unused
 static void nbcon_seq_try_update(struct nbcon_context *ctxt, u64 new_seq)
 {
        unsigned long nbcon_seq = __seq_to_nbcon_seq(ctxt->seq);
@@ -755,7 +754,6 @@ static bool nbcon_context_can_proceed(struct nbcon_context *ctxt, struct nbcon_s
  *
  * Internal helper to avoid duplicated code.
  */
-__maybe_unused
 static bool __nbcon_context_update_unsafe(struct nbcon_context *ctxt, bool unsafe)
 {
        struct console *con = ctxt->console;
@@ -784,6 +782,110 @@ out:
        return nbcon_context_can_proceed(ctxt, &cur);
 }
 
+/**
+ * nbcon_emit_next_record - Emit a record in the acquired context
+ * @wctxt:     The write context that will be handed to the write function
+ *
+ * Return:     True if this context still owns the console. False if
+ *             ownership was handed over or taken.
+ *
+ * When this function returns false then the calling context no longer owns
+ * the console and is no longer allowed to go forward. In this case it must
+ * back out immediately and carefully. The buffer content is also no longer
+ * trusted since it no longer belongs to the calling context. If the caller
+ * wants to do more it must reacquire the console first.
+ *
+ * When true is returned, @wctxt->ctxt.backlog indicates whether there are
+ * still records pending in the ringbuffer,
+ */
+__maybe_unused
+static bool nbcon_emit_next_record(struct nbcon_write_context *wctxt)
+{
+       struct nbcon_context *ctxt = &ACCESS_PRIVATE(wctxt, ctxt);
+       struct console *con = ctxt->console;
+       bool is_extended = console_srcu_read_flags(con) & CON_EXTENDED;
+       struct printk_message pmsg = {
+               .pbufs = ctxt->pbufs,
+       };
+       unsigned long con_dropped;
+       struct nbcon_state cur;
+       unsigned long dropped;
+       bool done;
+
+       /*
+        * The printk buffers are filled within an unsafe section. This
+        * prevents NBCON_PRIO_NORMAL and NBCON_PRIO_EMERGENCY from
+        * clobbering each other.
+        */
+
+       if (!nbcon_context_enter_unsafe(ctxt))
+               return false;
+
+       ctxt->backlog = printk_get_next_message(&pmsg, ctxt->seq, is_extended, true);
+       if (!ctxt->backlog)
+               return nbcon_context_exit_unsafe(ctxt);
+
+       /*
+        * @con->dropped is not protected in case of an unsafe hostile
+        * takeover. In that situation the update can be racy so
+        * annotate it accordingly.
+        */
+       con_dropped = data_race(READ_ONCE(con->dropped));
+
+       dropped = con_dropped + pmsg.dropped;
+       if (dropped && !is_extended)
+               console_prepend_dropped(&pmsg, dropped);
+
+       if (!nbcon_context_exit_unsafe(ctxt))
+               return false;
+
+       /* For skipped records just update seq/dropped in @con. */
+       if (pmsg.outbuf_len == 0)
+               goto update_con;
+
+       /* Initialize the write context for driver callbacks. */
+       wctxt->outbuf = &pmsg.pbufs->outbuf[0];
+       wctxt->len = pmsg.outbuf_len;
+       nbcon_state_read(con, &cur);
+       wctxt->unsafe_takeover = cur.unsafe_takeover;
+
+       if (con->write_atomic) {
+               done = con->write_atomic(con, wctxt);
+       } else {
+               nbcon_context_release(ctxt);
+               WARN_ON_ONCE(1);
+               done = false;
+       }
+
+       /* If not done, the emit was aborted. */
+       if (!done)
+               return false;
+
+       /*
+        * Since any dropped message was successfully output, reset the
+        * dropped count for the console.
+        */
+       dropped = 0;
+update_con:
+       /*
+        * The dropped count and the sequence number are updated within an
+        * unsafe section. This limits update races to the panic context and
+        * allows the panic context to win.
+        */
+
+       if (!nbcon_context_enter_unsafe(ctxt))
+               return false;
+
+       if (dropped != con_dropped) {
+               /* Counterpart to the READ_ONCE() above. */
+               WRITE_ONCE(con->dropped, dropped);
+       }
+
+       nbcon_seq_try_update(ctxt, pmsg.seq + 1);
+
+       return nbcon_context_exit_unsafe(ctxt);
+}
+
 /**
  * nbcon_alloc - Allocate buffers needed by the nbcon console
  * @con:       Console to allocate buffers for
index 77857d2118ca3a0bf8d9bc29d8f4b85459098919..778359b217610aa2c5757e9d1fa5c7faa4a8de96 100644 (file)
@@ -698,9 +698,6 @@ out:
        return len;
 }
 
-static bool printk_get_next_message(struct printk_message *pmsg, u64 seq,
-                                   bool is_extended, bool may_supress);
-
 /* /dev/kmsg - userspace message inject/listen interface */
 struct devkmsg_user {
        atomic64_t seq;
@@ -2733,7 +2730,7 @@ static void __console_unlock(void)
  * If @pmsg->pbufs->outbuf is modified, @pmsg->outbuf_len is updated.
  */
 #ifdef CONFIG_PRINTK
-static void console_prepend_dropped(struct printk_message *pmsg, unsigned long dropped)
+void console_prepend_dropped(struct printk_message *pmsg, unsigned long dropped)
 {
        struct printk_buffers *pbufs = pmsg->pbufs;
        const size_t scratchbuf_sz = sizeof(pbufs->scratchbuf);
@@ -2787,8 +2784,8 @@ static void console_prepend_dropped(struct printk_message *pmsg, unsigned long d
  * of @pmsg are valid. (See the documentation of struct printk_message
  * for information about the @pmsg fields.)
  */
-static bool printk_get_next_message(struct printk_message *pmsg, u64 seq,
-                                   bool is_extended, bool may_suppress)
+bool printk_get_next_message(struct printk_message *pmsg, u64 seq,
+                            bool is_extended, bool may_suppress)
 {
        static int panic_console_dropped;