Documentation/RCU/torture.txt

   1 RCU Torture Test Operation
   2
   3
   4 CONFIG_RCU_TORTURE_TEST
   5
   6 The CONFIG_RCU_TORTURE_TEST config option is available for all RCU
   7 implementations.  It creates an rcutorture kernel module that can
   8 be loaded to run a torture test.  The test periodically outputs
   9 status messages via printk(), which can be examined via the dmesg
  10 command (perhaps grepping for "torture").  The test is started
  11 when the module is loaded, and stops when the module is unloaded.
  12
  13 CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE
  14
  15 It is also possible to specify CONFIG_RCU_TORTURE_TEST=y, which will
  16 result in the tests being loaded into the base kernel.  In this case,
  17 the CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE config option is used to specify
  18 whether the RCU torture tests are to be started immediately during
  19 boot or whether the /proc/sys/kernel/rcutorture_runnable file is used
  20 to enable them.  This /proc file can be used to repeatedly pause and
  21 restart the tests, regardless of the initial state specified by the
  22 CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE config option.
  23
  24 You will normally -not- want to start the RCU torture tests during boot
  25 (and thus the default is CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE=n), but doing
  26 this can sometimes be useful in finding boot-time bugs.
  27
  28
  29 MODULE PARAMETERS
  30
  31 This module has the following parameters:
  32
  33 irqreaders      Says to invoke RCU readers from irq level.  This is currently
  34                 done via timers.  Defaults to "1" for variants of RCU that
  35                 permit this.  (Or, more accurately, variants of RCU that do
  36                 -not- permit this know to ignore this variable.)
  37
  38 nfakewriters    This is the number of RCU fake writer threads to run.  Fake
  39                 writer threads repeatedly use the synchronous "wait for
  40                 current readers" function of the interface selected by
  41                 torture_type, with a delay between calls to allow for various
  42                 different numbers of writers running in parallel.
  43                 nfakewriters defaults to 4, which provides enough parallelism
  44                 to trigger special cases caused by multiple writers, such as
  45                 the synchronize_srcu() early return optimization.
  46
  47 nreaders        This is the number of RCU reading threads supported.
  48                 The default is twice the number of CPUs.  Why twice?
  49                 To properly exercise RCU implementations with preemptible
  50                 read-side critical sections.
  51
  52 shuffle_interval
  53                 The number of seconds to keep the test threads affinitied
  54                 to a particular subset of the CPUs, defaults to 3 seconds.
  55                 Used in conjunction with test_no_idle_hz.
  56
  57 stat_interval   The number of seconds between output of torture
  58                 statistics (via printk()).  Regardless of the interval,
  59                 statistics are printed when the module is unloaded.
  60                 Setting the interval to zero causes the statistics to
  61                 be printed -only- when the module is unloaded, and this
  62                 is the default.
  63
  64 stutter         The length of time to run the test before pausing for this
  65                 same period of time.  Defaults to "stutter=5", so as
  66                 to run and pause for (roughly) five-second intervals.
  67                 Specifying "stutter=0" causes the test to run continuously
  68                 without pausing, which is the old default behavior.
  69
  70 test_no_idle_hz Whether or not to test the ability of RCU to operate in
  71                 a kernel that disables the scheduling-clock interrupt to
  72                 idle CPUs.  Boolean parameter, "1" to test, "0" otherwise.
  73                 Defaults to omitting this test.
  74
  75 torture_type    The type of RCU to test: "rcu" for the rcu_read_lock() API,
  76                 "rcu_sync" for rcu_read_lock() with synchronous reclamation,
  77                 "rcu_bh" for the rcu_read_lock_bh() API, "rcu_bh_sync" for
  78                 rcu_read_lock_bh() with synchronous reclamation, "srcu" for
  79                 the "srcu_read_lock()" API, "sched" for the use of
  80                 preempt_disable() together with synchronize_sched(),
  81                 and "sched_expedited" for the use of preempt_disable()
  82                 with synchronize_sched_expedited().
  83
  84 verbose         Enable debug printk()s.  Default is disabled.
  85
  86
  87 OUTPUT
  88
  89 The statistics output is as follows:
  90
  91         rcu-torture: --- Start of test: nreaders=16 stat_interval=0 verbose=0
  92         rcu-torture: rtc: 0000000000000000 ver: 1916 tfle: 0 rta: 1916 rtaf: 0 rtf: 1915
  93         rcu-torture: Reader Pipe:  1466408 9747 0 0 0 0 0 0 0 0 0
  94         rcu-torture: Reader Batch:  1464477 11678 0 0 0 0 0 0 0 0
  95         rcu-torture: Free-Block Circulation:  1915 1915 1915 1915 1915 1915 1915 1915 1915 1915 0
  96         rcu-torture: --- End of test
  97
  98 The command "dmesg | grep torture:" will extract this information on
  99 most systems.  On more esoteric configurations, it may be necessary to
 100 use other commands to access the output of the printk()s used by
 101 the RCU torture test.  The printk()s use KERN_ALERT, so they should
 102 be evident.  ;-)
 103
 104 The entries are as follows:
 105
 106 o       "rtc": The hexadecimal address of the structure currently visible
 107         to readers.
 108
 109 o       "ver": The number of times since boot that the rcutw writer task
 110         has changed the structure visible to readers.
 111
 112 o       "tfle": If non-zero, indicates that the "torture freelist"
 113         containing structure to be placed into the "rtc" area is empty.
 114         This condition is important, since it can fool you into thinking
 115         that RCU is working when it is not.  :-/
 116
 117 o       "rta": Number of structures allocated from the torture freelist.
 118
 119 o       "rtaf": Number of allocations from the torture freelist that have
 120         failed due to the list being empty.
 121
 122 o       "rtf": Number of frees into the torture freelist.
 123
 124 o       "Reader Pipe": Histogram of "ages" of structures seen by readers.
 125         If any entries past the first two are non-zero, RCU is broken.
 126         And rcutorture prints the error flag string "!!!" to make sure
 127         you notice.  The age of a newly allocated structure is zero,
 128         it becomes one when removed from reader visibility, and is
 129         incremented once per grace period subsequently -- and is freed
 130         after passing through (RCU_TORTURE_PIPE_LEN-2) grace periods.
 131
 132         The output displayed above was taken from a correctly working
 133         RCU.  If you want to see what it looks like when broken, break
 134         it yourself.  ;-)
 135
 136 o       "Reader Batch": Another histogram of "ages" of structures seen
 137         by readers, but in terms of counter flips (or batches) rather
 138         than in terms of grace periods.  The legal number of non-zero
 139         entries is again two.  The reason for this separate view is that
 140         it is sometimes easier to get the third entry to show up in the
 141         "Reader Batch" list than in the "Reader Pipe" list.
 142
 143 o       "Free-Block Circulation": Shows the number of torture structures
 144         that have reached a given point in the pipeline.  The first element
 145         should closely correspond to the number of structures allocated,
 146         the second to the number that have been removed from reader view,
 147         and all but the last remaining to the corresponding number of
 148         passes through a grace period.  The last entry should be zero,
 149         as it is only incremented if a torture structure's counter
 150         somehow gets incremented farther than it should.
 151
 152 Different implementations of RCU can provide implementation-specific
 153 additional information.  For example, SRCU provides the following:
 154
 155         srcu-torture: rtc: f8cf46a8 ver: 355 tfle: 0 rta: 356 rtaf: 0 rtf: 346 rtmbe: 0
 156         srcu-torture: Reader Pipe:  559738 939 0 0 0 0 0 0 0 0 0
 157         srcu-torture: Reader Batch:  560434 243 0 0 0 0 0 0 0 0
 158         srcu-torture: Free-Block Circulation:  355 354 353 352 351 350 349 348 347 346 0
 159         srcu-torture: per-CPU(idx=1): 0(0,1) 1(0,1) 2(0,0) 3(0,1)
 160
 161 The first four lines are similar to those for RCU.  The last line shows
 162 the per-CPU counter state.  The numbers in parentheses are the values
 163 of the "old" and "current" counters for the corresponding CPU.  The
 164 "idx" value maps the "old" and "current" values to the underlying array,
 165 and is useful for debugging.
 166
 167 Similarly, sched_expedited RCU provides the following:
 168
 169         sched_expedited-torture: rtc: d0000000016c1880 ver: 1090796 tfle: 0 rta: 1090796 rtaf: 0 rtf: 1090787 rtmbe: 0 nt: 27713319
 170         sched_expedited-torture: Reader Pipe:  12660320201 95875 0 0 0 0 0 0 0 0 0
 171         sched_expedited-torture: Reader Batch:  12660424885 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
 172         sched_expedited-torture: Free-Block Circulation:  1090795 1090795 1090794 1090793 1090792 1090791 1090790 1090789 1090788 1090787 0
 173         state: -1 / 0:0 3:0 4:0
 174
 175 As before, the first four lines are similar to those for RCU.
 176 The last line shows the task-migration state.  The first number is
 177 -1 if synchronize_sched_expedited() is idle, -2 if in the process of
 178 posting wakeups to the migration kthreads, and N when waiting on CPU N.
 179 Each of the colon-separated fields following the "/" is a CPU:state pair.
 180 Valid states are "0" for idle, "1" for waiting for quiescent state,
 181 "2" for passed through quiescent state, and "3" when a race with a
 182 CPU-hotplug event forces use of the synchronize_sched() primitive.
 183
 184
 185 USAGE
 186
 187 The following script may be used to torture RCU:
 188
 189         #!/bin/sh
 190
 191         modprobe rcutorture
 192         sleep 100
 193         rmmod rcutorture
 194         dmesg | grep torture:
 195
 196 The output can be manually inspected for the error flag of "!!!".
 197 One could of course create a more elaborate script that automatically
 198 checked for such errors.  The "rmmod" command forces a "SUCCESS" or
 199 "FAILURE" indication to be printk()ed.