printk: nbcon: Add ownership state functions
authorThomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Sat, 16 Sep 2023 19:20:04 +0000 (21:26 +0206)
committerPetr Mladek <pmladek@suse.com>
Mon, 18 Sep 2023 15:03:45 +0000 (17:03 +0200)
Provide functions that are related to the safe handover mechanism
and allow console drivers to dynamically specify unsafe regions:

 - nbcon_context_can_proceed()

   Invoked by a console owner to check whether a handover request
   is pending or whether the console has been taken over by another
   context. If a handover request is pending, this function will
   also perform the handover, thus cancelling its own ownership.

 - nbcon_context_enter_unsafe()/nbcon_context_exit_unsafe()

   Invoked by a console owner to denote that the driver is about
   to enter or leave a critical region where a take over is unsafe.
   The exit variant is the point where the current owner releases
   the lock for a higher priority context which asked for the
   friendly handover.

   The unsafe state is stored in the console state and allows a
   new context to make informed decisions whether to attempt a
   takeover of such a console. The unsafe state is also available
   to the driver so that it can make informed decisions about the
   required actions and possibly take a special emergency path.

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/20230916192007.608398-6-john.ogness@linutronix.de
kernel/printk/nbcon.c

index ba1febf15db640d91d9a5a01f28f5f48327faf7b..98e4be5429f0e8f935ae364e9868054e82f07915 100644 (file)
@@ -537,7 +537,6 @@ static bool nbcon_owner_matches(struct nbcon_state *cur, int expected_cpu,
  * nbcon_context_release - Release the console
  * @ctxt:      The nbcon context from nbcon_context_try_acquire()
  */
-__maybe_unused
 static void nbcon_context_release(struct nbcon_context *ctxt)
 {
        unsigned int cpu = smp_processor_id();
@@ -565,6 +564,128 @@ static void nbcon_context_release(struct nbcon_context *ctxt)
        ctxt->pbufs = NULL;
 }
 
+/**
+ * nbcon_context_can_proceed - Check whether ownership can proceed
+ * @ctxt:      The nbcon context from nbcon_context_try_acquire()
+ * @cur:       The current console state
+ *
+ * Return:     True if this context still owns the console. False if
+ *             ownership was handed over or taken.
+ *
+ * Must be invoked when entering the unsafe state to make sure that it still
+ * owns the lock. Also must be invoked when exiting the unsafe context
+ * to eventually free the lock for a higher priority context which asked
+ * for the friendly handover.
+ *
+ * It can be called inside an unsafe section when the console is just
+ * temporary in safe state instead of exiting and entering the unsafe
+ * state.
+ *
+ * Also it can be called in the safe context before doing an expensive
+ * safe operation. It does not make sense to do the operation when
+ * a higher priority context took the lock.
+ *
+ * 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.
+ */
+static bool nbcon_context_can_proceed(struct nbcon_context *ctxt, struct nbcon_state *cur)
+{
+       unsigned int cpu = smp_processor_id();
+
+       /* Make sure this context still owns the console. */
+       if (!nbcon_owner_matches(cur, cpu, ctxt->prio))
+               return false;
+
+       /* The console owner can proceed if there is no waiter. */
+       if (cur->req_prio == NBCON_PRIO_NONE)
+               return true;
+
+       /*
+        * A console owner within an unsafe region is always allowed to
+        * proceed, even if there are waiters. It can perform a handover
+        * when exiting the unsafe region. Otherwise the waiter will
+        * need to perform an unsafe hostile takeover.
+        */
+       if (cur->unsafe)
+               return true;
+
+       /* Waiters always have higher priorities than owners. */
+       WARN_ON_ONCE(cur->req_prio <= cur->prio);
+
+       /*
+        * Having a safe point for take over and eventually a few
+        * duplicated characters or a full line is way better than a
+        * hostile takeover. Post processing can take care of the garbage.
+        * Release and hand over.
+        */
+       nbcon_context_release(ctxt);
+
+       /*
+        * It is not clear whether the waiter really took over ownership. The
+        * outermost callsite must make the final decision whether console
+        * ownership is needed for it to proceed. If yes, it must reacquire
+        * ownership (possibly hostile) before carefully proceeding.
+        *
+        * The calling context no longer owns the console so go back all the
+        * way instead of trying to implement reacquire heuristics in tons of
+        * places.
+        */
+       return false;
+}
+
+#define nbcon_context_enter_unsafe(c)  __nbcon_context_update_unsafe(c, true)
+#define nbcon_context_exit_unsafe(c)   __nbcon_context_update_unsafe(c, false)
+
+/**
+ * __nbcon_context_update_unsafe - Update the unsafe bit in @con->nbcon_state
+ * @ctxt:      The nbcon context from nbcon_context_try_acquire()
+ * @unsafe:    The new value for the unsafe bit
+ *
+ * Return:     True if the unsafe state was updated and this context still
+ *             owns the console. Otherwise false if ownership was handed
+ *             over or taken.
+ *
+ * This function allows console owners to modify the unsafe status of the
+ * console.
+ *
+ * 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.
+ *
+ * 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;
+       struct nbcon_state cur;
+       struct nbcon_state new;
+
+       nbcon_state_read(con, &cur);
+
+       do {
+               /*
+                * The unsafe bit must not be cleared if an
+                * unsafe hostile takeover has occurred.
+                */
+               if (!unsafe && cur.unsafe_takeover)
+                       goto out;
+
+               if (!nbcon_context_can_proceed(ctxt, &cur))
+                       return false;
+
+               new.atom = cur.atom;
+               new.unsafe = unsafe;
+       } while (!nbcon_state_try_cmpxchg(con, &cur, &new));
+
+       cur.atom = new.atom;
+out:
+       return nbcon_context_can_proceed(ctxt, &cur);
+}
+
 /**
  * nbcon_alloc - Allocate buffers needed by the nbcon console
  * @con:       Console to allocate buffers for