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 However, actually setting this config option to "y" results in the system
  14 running the test immediately upon boot, and ending only when the system
  15 is taken down.  Normally, one will instead want to build the system
  16 with CONFIG_RCU_TORTURE_TEST=m and to use modprobe and rmmod to control
  17 the test, perhaps using a script similar to the one shown at the end of
  18 this document.  Note that you will need CONFIG_MODULE_UNLOAD in order
  19 to be able to end the test.
  20
  21
  22 MODULE PARAMETERS
  23
  24 This module has the following parameters:
  25
  26 nreaders        This is the number of RCU reading threads supported.
  27                 The default is twice the number of CPUs.  Why twice?
  28                 To properly exercise RCU implementations with preemptible
  29                 read-side critical sections.
  30
  31 nfakewriters    This is the number of RCU fake writer threads to run.  Fake
  32                 writer threads repeatedly use the synchronous "wait for
  33                 current readers" function of the interface selected by
  34                 torture_type, with a delay between calls to allow for various
  35                 different numbers of writers running in parallel.
  36                 nfakewriters defaults to 4, which provides enough parallelism
  37                 to trigger special cases caused by multiple writers, such as
  38                 the synchronize_srcu() early return optimization.
  39
  40 stat_interval   The number of seconds between output of torture
  41                 statistics (via printk()).  Regardless of the interval,
  42                 statistics are printed when the module is unloaded.
  43                 Setting the interval to zero causes the statistics to
  44                 be printed -only- when the module is unloaded, and this
  45                 is the default.
  46
  47 shuffle_interval
  48                 The number of seconds to keep the test threads affinitied
  49                 to a particular subset of the CPUs, defaults to 5 seconds.
  50                 Used in conjunction with test_no_idle_hz.
  51
  52 test_no_idle_hz Whether or not to test the ability of RCU to operate in
  53                 a kernel that disables the scheduling-clock interrupt to
  54                 idle CPUs.  Boolean parameter, "1" to test, "0" otherwise.
  55                 Defaults to omitting this test.
  56
  57 torture_type    The type of RCU to test: "rcu" for the rcu_read_lock() API,
  58                 "rcu_sync" for rcu_read_lock() with synchronous reclamation,
  59                 "rcu_bh" for the rcu_read_lock_bh() API, "rcu_bh_sync" for
  60                 rcu_read_lock_bh() with synchronous reclamation, "srcu" for
  61                 the "srcu_read_lock()" API, and "sched" for the use of
  62                 preempt_disable() together with synchronize_sched().
  63
  64 verbose         Enable debug printk()s.  Default is disabled.
  65
  66
  67 OUTPUT
  68
  69 The statistics output is as follows:
  70
  71         rcu-torture: --- Start of test: nreaders=16 stat_interval=0 verbose=0
  72         rcu-torture: rtc: 0000000000000000 ver: 1916 tfle: 0 rta: 1916 rtaf: 0 rtf: 1915
  73         rcu-torture: Reader Pipe:  1466408 9747 0 0 0 0 0 0 0 0 0
  74         rcu-torture: Reader Batch:  1464477 11678 0 0 0 0 0 0 0 0
  75         rcu-torture: Free-Block Circulation:  1915 1915 1915 1915 1915 1915 1915 1915 1915 1915 0
  76         rcu-torture: --- End of test
  77
  78 The command "dmesg | grep torture:" will extract this information on
  79 most systems.  On more esoteric configurations, it may be necessary to
  80 use other commands to access the output of the printk()s used by
  81 the RCU torture test.  The printk()s use KERN_ALERT, so they should
  82 be evident.  ;-)
  83
  84 The entries are as follows:
  85
  86 o       "rtc": The hexadecimal address of the structure currently visible
  87         to readers.
  88
  89 o       "ver": The number of times since boot that the rcutw writer task
  90         has changed the structure visible to readers.
  91
  92 o       "tfle": If non-zero, indicates that the "torture freelist"
  93         containing structure to be placed into the "rtc" area is empty.
  94         This condition is important, since it can fool you into thinking
  95         that RCU is working when it is not.  :-/
  96
  97 o       "rta": Number of structures allocated from the torture freelist.
  98
  99 o       "rtaf": Number of allocations from the torture freelist that have
 100         failed due to the list being empty.
 101
 102 o       "rtf": Number of frees into the torture freelist.
 103
 104 o       "Reader Pipe": Histogram of "ages" of structures seen by readers.
 105         If any entries past the first two are non-zero, RCU is broken.
 106         And rcutorture prints the error flag string "!!!" to make sure
 107         you notice.  The age of a newly allocated structure is zero,
 108         it becomes one when removed from reader visibility, and is
 109         incremented once per grace period subsequently -- and is freed
 110         after passing through (RCU_TORTURE_PIPE_LEN-2) grace periods.
 111
 112         The output displayed above was taken from a correctly working
 113         RCU.  If you want to see what it looks like when broken, break
 114         it yourself.  ;-)
 115
 116 o       "Reader Batch": Another histogram of "ages" of structures seen
 117         by readers, but in terms of counter flips (or batches) rather
 118         than in terms of grace periods.  The legal number of non-zero
 119         entries is again two.  The reason for this separate view is that
 120         it is sometimes easier to get the third entry to show up in the
 121         "Reader Batch" list than in the "Reader Pipe" list.
 122
 123 o       "Free-Block Circulation": Shows the number of torture structures
 124         that have reached a given point in the pipeline.  The first element
 125         should closely correspond to the number of structures allocated,
 126         the second to the number that have been removed from reader view,
 127         and all but the last remaining to the corresponding number of
 128         passes through a grace period.  The last entry should be zero,
 129         as it is only incremented if a torture structure's counter
 130         somehow gets incremented farther than it should.
 131
 132 Different implementations of RCU can provide implementation-specific
 133 additional information.  For example, SRCU provides the following:
 134
 135         srcu-torture: rtc: f8cf46a8 ver: 355 tfle: 0 rta: 356 rtaf: 0 rtf: 346 rtmbe: 0
 136         srcu-torture: Reader Pipe:  559738 939 0 0 0 0 0 0 0 0 0
 137         srcu-torture: Reader Batch:  560434 243 0 0 0 0 0 0 0 0
 138         srcu-torture: Free-Block Circulation:  355 354 353 352 351 350 349 348 347 346 0
 139         srcu-torture: per-CPU(idx=1): 0(0,1) 1(0,1) 2(0,0) 3(0,1)
 140
 141 The first four lines are similar to those for RCU.  The last line shows
 142 the per-CPU counter state.  The numbers in parentheses are the values
 143 of the "old" and "current" counters for the corresponding CPU.  The
 144 "idx" value maps the "old" and "current" values to the underlying array,
 145 and is useful for debugging.
 146
 147
 148 USAGE
 149
 150 The following script may be used to torture RCU:
 151
 152         #!/bin/sh
 153
 154         modprobe rcutorture
 155         sleep 100
 156         rmmod rcutorture
 157         dmesg | grep torture:
 158
 159 The output can be manually inspected for the error flag of "!!!".
 160 One could of course create a more elaborate script that automatically
 161 checked for such errors.  The "rmmod" command forces a "SUCCESS" or
 162 "FAILURE" indication to be printk()ed.