arm64: spinlock: order spin_{is_locked,unlock_wait} against local locks
authorWill Deacon <will.deacon@arm.com>
Thu, 2 Jun 2016 14:27:04 +0000 (15:27 +0100)
committerWill Deacon <will.deacon@arm.com>
Wed, 15 Jun 2016 08:51:35 +0000 (09:51 +0100)
commit38b850a73034f075c4088e7511b36ebbef9dce00
tree5986a70625d0311e268d8a9770ced94cb4e79f48
parentf7a6c1492a2cb596952260a7d5bb0d61ca815173
arm64: spinlock: order spin_{is_locked,unlock_wait} against local locks

spin_is_locked has grown two very different use-cases:

(1) [The sane case] API functions may require a certain lock to be held
    by the caller and can therefore use spin_is_locked as part of an
    assert statement in order to verify that the lock is indeed held.
    For example, usage of assert_spin_locked.

(2) [The insane case] There are two locks, where a CPU takes one of the
    locks and then checks whether or not the other one is held before
    accessing some shared state. For example, the "optimized locking" in
    ipc/sem.c.

In the latter case, the sequence looks like:

  spin_lock(&sem->lock);
  if (!spin_is_locked(&sma->sem_perm.lock))
    /* Access shared state */

and requires that the spin_is_locked check is ordered after taking the
sem->lock. Unfortunately, since our spinlocks are implemented using a
LDAXR/STXR sequence, the read of &sma->sem_perm.lock can be speculated
before the STXR and consequently return a stale value.

Whilst this hasn't been seen to cause issues in practice, PowerPC fixed
the same issue in 51d7d5205d33 ("powerpc: Add smp_mb() to
arch_spin_is_locked()") and, although we did something similar for
spin_unlock_wait in d86b8da04dfa ("arm64: spinlock: serialise
spin_unlock_wait against concurrent lockers") that doesn't actually take
care of ordering against local acquisition of a different lock.

This patch adds an smp_mb() to the start of our arch_spin_is_locked and
arch_spin_unlock_wait routines to ensure that the lock value is always
loaded after any other locks have been taken by the current CPU.

Reported-by: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Signed-off-by: Will Deacon <will.deacon@arm.com>
arch/arm64/include/asm/spinlock.h