sys/kern/kern_mutex.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1998 Berkeley Software Design, Inc. All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  * 3. Berkeley Software Design Inc's name may not be used to endorse or
  15  *    promote products derived from this software without specific prior
  16  *    written permission.
  17  *
  18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY BERKELEY SOFTWARE DESIGN INC ``AS IS'' AND
  19  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  20  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  21  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL BERKELEY SOFTWARE DESIGN INC BE LIABLE
  22  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  23  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  24  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  25  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  26  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  27  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  28  * SUCH DAMAGE.
  29  *
  30  *      from BSDI $Id: mutex_witness.c,v 1.1.2.20 2000/04/27 03:10:27 cp Exp $
  31  *      and BSDI $Id: synch_machdep.c,v 2.3.2.39 2000/04/27 03:10:25 cp Exp $
  32  */
  33
  34 /*
  35  * Machine independent bits of mutex implementation.
  36  */
  37
  38 #include <sys/cdefs.h>
  39 #include "opt_adaptive_mutexes.h"
  40 #include "opt_ddb.h"
  41 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
  42 #include "opt_sched.h"
  43
  44 #include <sys/param.h>
  45 #include <sys/systm.h>
  46 #include <sys/bus.h>
  47 #include <sys/conf.h>
  48 #include <sys/kdb.h>
  49 #include <sys/kernel.h>
  50 #include <sys/ktr.h>
  51 #include <sys/lock.h>
  52 #include <sys/malloc.h>
  53 #include <sys/mutex.h>
  54 #include <sys/proc.h>
  55 #include <sys/resourcevar.h>
  56 #include <sys/sched.h>
  57 #include <sys/sbuf.h>
  58 #include <sys/smp.h>
  59 #include <sys/sysctl.h>
  60 #include <sys/turnstile.h>
  61 #include <sys/vmmeter.h>
  62 #include <sys/lock_profile.h>
  63
  64 #include <machine/atomic.h>
  65 #include <machine/bus.h>
  66 #include <machine/cpu.h>
  67
  68 #include <ddb/ddb.h>
  69
  70 #include <fs/devfs/devfs_int.h>
  71
  72 #include <vm/vm.h>
  73 #include <vm/vm_extern.h>
  74
  75 #if defined(SMP) && !defined(NO_ADAPTIVE_MUTEXES)
  76 #define ADAPTIVE_MUTEXES
  77 #endif
  78
  79 #ifdef HWPMC_HOOKS
  80 #include <sys/pmckern.h>
  81 PMC_SOFT_DEFINE( , , lock, failed);
  82 #endif
  83
  84 /*
  85  * Return the mutex address when the lock cookie address is provided.
  86  * This functionality assumes that struct mtx* have a member named mtx_lock.
  87  */
  88 #define mtxlock2mtx(c)  (__containerof(c, struct mtx, mtx_lock))
  89
  90 /*
  91  * Internal utility macros.
  92  */
  93 #define mtx_unowned(m)  ((m)->mtx_lock == MTX_UNOWNED)
  94
  95 #define mtx_destroyed(m) ((m)->mtx_lock == MTX_DESTROYED)
  96
  97 static void     assert_mtx(const struct lock_object *lock, int what);
  98 #ifdef DDB
  99 static void     db_show_mtx(const struct lock_object *lock);
 100 #endif
 101 static void     lock_mtx(struct lock_object *lock, uintptr_t how);
 102 static void     lock_spin(struct lock_object *lock, uintptr_t how);
 103 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 104 static int      owner_mtx(const struct lock_object *lock,
 105                     struct thread **owner);
 106 #endif
 107 static uintptr_t unlock_mtx(struct lock_object *lock);
 108 static uintptr_t unlock_spin(struct lock_object *lock);
 109
 110 /*
 111  * Lock classes for sleep and spin mutexes.
 112  */
 113 struct lock_class lock_class_mtx_sleep = {
 114         .lc_name = "sleep mutex",
 115         .lc_flags = LC_SLEEPLOCK | LC_RECURSABLE,
 116         .lc_assert = assert_mtx,
 117 #ifdef DDB
 118         .lc_ddb_show = db_show_mtx,
 119 #endif
 120         .lc_lock = lock_mtx,
 121         .lc_unlock = unlock_mtx,
 122 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 123         .lc_owner = owner_mtx,
 124 #endif
 125 };
 126 struct lock_class lock_class_mtx_spin = {
 127         .lc_name = "spin mutex",
 128         .lc_flags = LC_SPINLOCK | LC_RECURSABLE,
 129         .lc_assert = assert_mtx,
 130 #ifdef DDB
 131         .lc_ddb_show = db_show_mtx,
 132 #endif
 133         .lc_lock = lock_spin,
 134         .lc_unlock = unlock_spin,
 135 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 136         .lc_owner = owner_mtx,
 137 #endif
 138 };
 139
 140 #ifdef ADAPTIVE_MUTEXES
 141 #ifdef MUTEX_CUSTOM_BACKOFF
 142 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, mtx, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL,
 143     "mtx debugging");
 144
 145 static struct lock_delay_config __read_frequently mtx_delay;
 146
 147 SYSCTL_U16(_debug_mtx, OID_AUTO, delay_base, CTLFLAG_RW, &mtx_delay.base,
 148     0, "");
 149 SYSCTL_U16(_debug_mtx, OID_AUTO, delay_max, CTLFLAG_RW, &mtx_delay.max,
 150     0, "");
 151
 152 LOCK_DELAY_SYSINIT_DEFAULT(mtx_delay);
 153 #else
 154 #define mtx_delay       locks_delay
 155 #endif
 156 #endif
 157
 158 #ifdef MUTEX_SPIN_CUSTOM_BACKOFF
 159 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, mtx_spin,
 160     CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL,
 161     "mtx spin debugging");
 162
 163 static struct lock_delay_config __read_frequently mtx_spin_delay;
 164
 165 SYSCTL_INT(_debug_mtx_spin, OID_AUTO, delay_base, CTLFLAG_RW,
 166     &mtx_spin_delay.base, 0, "");
 167 SYSCTL_INT(_debug_mtx_spin, OID_AUTO, delay_max, CTLFLAG_RW,
 168     &mtx_spin_delay.max, 0, "");
 169
 170 LOCK_DELAY_SYSINIT_DEFAULT(mtx_spin_delay);
 171 #else
 172 #define mtx_spin_delay  locks_delay
 173 #endif
 174
 175 /*
 176  * System-wide mutexes
 177  */
 178 struct mtx blocked_lock;
 179 struct mtx __exclusive_cache_line Giant;
 180
 181 static void _mtx_lock_indefinite_check(struct mtx *, struct lock_delay_arg *);
 182
 183 void
 184 assert_mtx(const struct lock_object *lock, int what)
 185 {
 186
 187         /*
 188          * Treat LA_LOCKED as if LA_XLOCKED was asserted.
 189          *
 190          * Some callers of lc_assert uses LA_LOCKED to indicate that either
 191          * a shared lock or write lock was held, while other callers uses
 192          * the more strict LA_XLOCKED (used as MA_OWNED).
 193          *
 194          * Mutex is the only lock class that can not be shared, as a result,
 195          * we can reasonably consider the caller really intends to assert
 196          * LA_XLOCKED when they are asserting LA_LOCKED on a mutex object.
 197          */
 198         if (what & LA_LOCKED) {
 199                 what &= ~LA_LOCKED;
 200                 what |= LA_XLOCKED;
 201         }
 202         mtx_assert((const struct mtx *)lock, what);
 203 }
 204
 205 void
 206 lock_mtx(struct lock_object *lock, uintptr_t how)
 207 {
 208
 209         mtx_lock((struct mtx *)lock);
 210 }
 211
 212 void
 213 lock_spin(struct lock_object *lock, uintptr_t how)
 214 {
 215
 216         mtx_lock_spin((struct mtx *)lock);
 217 }
 218
 219 uintptr_t
 220 unlock_mtx(struct lock_object *lock)
 221 {
 222         struct mtx *m;
 223
 224         m = (struct mtx *)lock;
 225         mtx_assert(m, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
 226         mtx_unlock(m);
 227         return (0);
 228 }
 229
 230 uintptr_t
 231 unlock_spin(struct lock_object *lock)
 232 {
 233         struct mtx *m;
 234
 235         m = (struct mtx *)lock;
 236         mtx_assert(m, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
 237         mtx_unlock_spin(m);
 238         return (0);
 239 }
 240
 241 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 242 int
 243 owner_mtx(const struct lock_object *lock, struct thread **owner)
 244 {
 245         const struct mtx *m;
 246         uintptr_t x;
 247
 248         m = (const struct mtx *)lock;
 249         x = m->mtx_lock;
 250         *owner = (struct thread *)(x & ~MTX_FLAGMASK);
 251         return (*owner != NULL);
 252 }
 253 #endif
 254
 255 /*
 256  * Function versions of the inlined __mtx_* macros.  These are used by
 257  * modules and can also be called from assembly language if needed.
 258  */
 259 void
 260 __mtx_lock_flags(volatile uintptr_t *c, int opts, const char *file, int line)
 261 {
 262         struct mtx *m;
 263         uintptr_t tid, v;
 264
 265         m = mtxlock2mtx(c);
 266
 267         KASSERT(kdb_active != 0 || SCHEDULER_STOPPED() ||
 268             !TD_IS_IDLETHREAD(curthread),
 269             ("mtx_lock() by idle thread %p on sleep mutex %s @ %s:%d",
 270             curthread, m->lock_object.lo_name, file, line));
 271         KASSERT(m->mtx_lock != MTX_DESTROYED,
 272             ("mtx_lock() of destroyed mutex @ %s:%d", file, line));
 273         KASSERT(LOCK_CLASS(&m->lock_object) == &lock_class_mtx_sleep,
 274             ("mtx_lock() of spin mutex %s @ %s:%d", m->lock_object.lo_name,
 275             file, line));
 276         WITNESS_CHECKORDER(&m->lock_object, (opts & ~MTX_RECURSE) |
 277             LOP_NEWORDER | LOP_EXCLUSIVE, file, line, NULL);
 278
 279         tid = (uintptr_t)curthread;
 280         v = MTX_UNOWNED;
 281         if (!_mtx_obtain_lock_fetch(m, &v, tid))
 282                 _mtx_lock_sleep(m, v, opts, file, line);
 283         else
 284                 LOCKSTAT_PROFILE_OBTAIN_LOCK_SUCCESS(adaptive__acquire,
 285                     m, 0, 0, file, line);
 286         LOCK_LOG_LOCK("LOCK", &m->lock_object, opts, m->mtx_recurse, file,
 287             line);
 288         WITNESS_LOCK(&m->lock_object, (opts & ~MTX_RECURSE) | LOP_EXCLUSIVE,
 289             file, line);
 290         TD_LOCKS_INC(curthread);
 291 }
 292
 293 void
 294 __mtx_unlock_flags(volatile uintptr_t *c, int opts, const char *file, int line)
 295 {
 296         struct mtx *m;
 297
 298         m = mtxlock2mtx(c);
 299
 300         KASSERT(m->mtx_lock != MTX_DESTROYED,
 301             ("mtx_unlock() of destroyed mutex @ %s:%d", file, line));
 302         KASSERT(LOCK_CLASS(&m->lock_object) == &lock_class_mtx_sleep,
 303             ("mtx_unlock() of spin mutex %s @ %s:%d", m->lock_object.lo_name,
 304             file, line));
 305         WITNESS_UNLOCK(&m->lock_object, opts | LOP_EXCLUSIVE, file, line);
 306         LOCK_LOG_LOCK("UNLOCK", &m->lock_object, opts, m->mtx_recurse, file,
 307             line);
 308         mtx_assert(m, MA_OWNED);
 309
 310 #ifdef LOCK_PROFILING
 311         __mtx_unlock_sleep(c, (uintptr_t)curthread, opts, file, line);
 312 #else
 313         __mtx_unlock(m, curthread, opts, file, line);
 314 #endif
 315         TD_LOCKS_DEC(curthread);
 316 }
 317
 318 void
 319 __mtx_lock_spin_flags(volatile uintptr_t *c, int opts, const char *file,
 320     int line)
 321 {
 322         struct mtx *m;
 323 #ifdef SMP
 324         uintptr_t tid, v;
 325 #endif
 326
 327         m = mtxlock2mtx(c);
 328
 329         KASSERT(m->mtx_lock != MTX_DESTROYED,
 330             ("mtx_lock_spin() of destroyed mutex @ %s:%d", file, line));
 331         KASSERT(LOCK_CLASS(&m->lock_object) == &lock_class_mtx_spin,
 332             ("mtx_lock_spin() of sleep mutex %s @ %s:%d",
 333             m->lock_object.lo_name, file, line));
 334         if (mtx_owned(m))
 335                 KASSERT((m->lock_object.lo_flags & LO_RECURSABLE) != 0 ||
 336                     (opts & MTX_RECURSE) != 0,
 337             ("mtx_lock_spin: recursed on non-recursive mutex %s @ %s:%d\n",
 338                     m->lock_object.lo_name, file, line));
 339         opts &= ~MTX_RECURSE;
 340         WITNESS_CHECKORDER(&m->lock_object, opts | LOP_NEWORDER | LOP_EXCLUSIVE,
 341             file, line, NULL);
 342 #ifdef SMP
 343         spinlock_enter();
 344         tid = (uintptr_t)curthread;
 345         v = MTX_UNOWNED;
 346         if (!_mtx_obtain_lock_fetch(m, &v, tid))
 347                 _mtx_lock_spin(m, v, opts, file, line);
 348         else
 349                 LOCKSTAT_PROFILE_OBTAIN_SPIN_LOCK_SUCCESS(spin__acquire,
 350                     m, 0, 0, file, line);
 351 #else
 352         __mtx_lock_spin(m, curthread, opts, file, line);
 353 #endif
 354         LOCK_LOG_LOCK("LOCK", &m->lock_object, opts, m->mtx_recurse, file,
 355             line);
 356         WITNESS_LOCK(&m->lock_object, opts | LOP_EXCLUSIVE, file, line);
 357 }
 358
 359 int
 360 __mtx_trylock_spin_flags(volatile uintptr_t *c, int opts, const char *file,
 361     int line)
 362 {
 363         struct mtx *m;
 364
 365         if (SCHEDULER_STOPPED())
 366                 return (1);
 367
 368         m = mtxlock2mtx(c);
 369
 370         KASSERT(m->mtx_lock != MTX_DESTROYED,
 371             ("mtx_trylock_spin() of destroyed mutex @ %s:%d", file, line));
 372         KASSERT(LOCK_CLASS(&m->lock_object) == &lock_class_mtx_spin,
 373             ("mtx_trylock_spin() of sleep mutex %s @ %s:%d",
 374             m->lock_object.lo_name, file, line));
 375         KASSERT((opts & MTX_RECURSE) == 0,
 376             ("mtx_trylock_spin: unsupp. opt MTX_RECURSE on mutex %s @ %s:%d\n",
 377             m->lock_object.lo_name, file, line));
 378         if (__mtx_trylock_spin(m, curthread, opts, file, line)) {
 379                 LOCK_LOG_TRY("LOCK", &m->lock_object, opts, 1, file, line);
 380                 WITNESS_LOCK(&m->lock_object, opts | LOP_EXCLUSIVE, file, line);
 381                 return (1);
 382         }
 383         LOCK_LOG_TRY("LOCK", &m->lock_object, opts, 0, file, line);
 384         return (0);
 385 }
 386
 387 void
 388 __mtx_unlock_spin_flags(volatile uintptr_t *c, int opts, const char *file,
 389     int line)
 390 {
 391         struct mtx *m;
 392
 393         m = mtxlock2mtx(c);
 394
 395         KASSERT(m->mtx_lock != MTX_DESTROYED,
 396             ("mtx_unlock_spin() of destroyed mutex @ %s:%d", file, line));
 397         KASSERT(LOCK_CLASS(&m->lock_object) == &lock_class_mtx_spin,
 398             ("mtx_unlock_spin() of sleep mutex %s @ %s:%d",
 399             m->lock_object.lo_name, file, line));
 400         WITNESS_UNLOCK(&m->lock_object, opts | LOP_EXCLUSIVE, file, line);
 401         LOCK_LOG_LOCK("UNLOCK", &m->lock_object, opts, m->mtx_recurse, file,
 402             line);
 403         mtx_assert(m, MA_OWNED);
 404
 405         __mtx_unlock_spin(m);
 406 }
 407
 408 /*
 409  * The important part of mtx_trylock{,_flags}()
 410  * Tries to acquire lock `m.'  If this function is called on a mutex that
 411  * is already owned, it will recursively acquire the lock.
 412  */
 413 int
 414 _mtx_trylock_flags_int(struct mtx *m, int opts LOCK_FILE_LINE_ARG_DEF)
 415 {
 416         struct thread *td;
 417         uintptr_t tid, v;
 418 #ifdef LOCK_PROFILING
 419         uint64_t waittime = 0;
 420         int contested = 0;
 421 #endif
 422         int rval;
 423         bool recursed;
 424
 425         td = curthread;
 426         tid = (uintptr_t)td;
 427         if (SCHEDULER_STOPPED_TD(td))
 428                 return (1);
 429
 430         KASSERT(kdb_active != 0 || !TD_IS_IDLETHREAD(td),
 431             ("mtx_trylock() by idle thread %p on sleep mutex %s @ %s:%d",
 432             curthread, m->lock_object.lo_name, file, line));
 433         KASSERT(m->mtx_lock != MTX_DESTROYED,
 434             ("mtx_trylock() of destroyed mutex @ %s:%d", file, line));
 435         KASSERT(LOCK_CLASS(&m->lock_object) == &lock_class_mtx_sleep,
 436             ("mtx_trylock() of spin mutex %s @ %s:%d", m->lock_object.lo_name,
 437             file, line));
 438
 439         rval = 1;
 440         recursed = false;
 441         v = MTX_UNOWNED;
 442         for (;;) {
 443                 if (_mtx_obtain_lock_fetch(m, &v, tid))
 444                         break;
 445                 if (v == MTX_UNOWNED)
 446                         continue;
 447                 if (v == tid &&
 448                     ((m->lock_object.lo_flags & LO_RECURSABLE) != 0 ||
 449                     (opts & MTX_RECURSE) != 0)) {
 450                         m->mtx_recurse++;
 451                         atomic_set_ptr(&m->mtx_lock, MTX_RECURSED);
 452                         recursed = true;
 453                         break;
 454                 }
 455                 rval = 0;
 456                 break;
 457         }
 458
 459         opts &= ~MTX_RECURSE;
 460
 461         LOCK_LOG_TRY("LOCK", &m->lock_object, opts, rval, file, line);
 462         if (rval) {
 463                 WITNESS_LOCK(&m->lock_object, opts | LOP_EXCLUSIVE | LOP_TRYLOCK,
 464                     file, line);
 465                 TD_LOCKS_INC(curthread);
 466                 if (!recursed)
 467                         LOCKSTAT_PROFILE_OBTAIN_LOCK_SUCCESS(adaptive__acquire,
 468                             m, contested, waittime, file, line);
 469         }
 470
 471         return (rval);
 472 }
 473
 474 int
 475 _mtx_trylock_flags_(volatile uintptr_t *c, int opts, const char *file, int line)
 476 {
 477         struct mtx *m;
 478
 479         m = mtxlock2mtx(c);
 480         return (_mtx_trylock_flags_int(m, opts LOCK_FILE_LINE_ARG));
 481 }
 482
 483 /*
 484  * __mtx_lock_sleep: the tougher part of acquiring an MTX_DEF lock.
 485  *
 486  * We call this if the lock is either contested (i.e. we need to go to
 487  * sleep waiting for it), or if we need to recurse on it.
 488  */
 489 #if LOCK_DEBUG > 0
 490 void
 491 __mtx_lock_sleep(volatile uintptr_t *c, uintptr_t v, int opts, const char *file,
 492     int line)
 493 #else
 494 void
 495 __mtx_lock_sleep(volatile uintptr_t *c, uintptr_t v)
 496 #endif
 497 {
 498         struct thread *td;
 499         struct mtx *m;
 500         struct turnstile *ts;
 501         uintptr_t tid;
 502         struct thread *owner;
 503 #ifdef LOCK_PROFILING
 504         int contested = 0;
 505         uint64_t waittime = 0;
 506 #endif
 507 #if defined(ADAPTIVE_MUTEXES) || defined(KDTRACE_HOOKS)
 508         struct lock_delay_arg lda;
 509 #endif
 510 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 511         u_int sleep_cnt = 0;
 512         int64_t sleep_time = 0;
 513         int64_t all_time = 0;
 514 #endif
 515 #if defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(LOCK_PROFILING)
 516         int doing_lockprof = 0;
 517 #endif
 518
 519         td = curthread;
 520         tid = (uintptr_t)td;
 521         m = mtxlock2mtx(c);
 522
 523 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 524         if (LOCKSTAT_PROFILE_ENABLED(adaptive__acquire)) {
 525                 while (v == MTX_UNOWNED) {
 526                         if (_mtx_obtain_lock_fetch(m, &v, tid))
 527                                 goto out_lockstat;
 528                 }
 529                 doing_lockprof = 1;
 530                 all_time -= lockstat_nsecs(&m->lock_object);
 531         }
 532 #endif
 533 #ifdef LOCK_PROFILING
 534         doing_lockprof = 1;
 535 #endif
 536
 537         if (SCHEDULER_STOPPED_TD(td))
 538                 return;
 539
 540         if (__predict_false(v == MTX_UNOWNED))
 541                 v = MTX_READ_VALUE(m);
 542
 543         if (__predict_false(lv_mtx_owner(v) == td)) {
 544                 KASSERT((m->lock_object.lo_flags & LO_RECURSABLE) != 0 ||
 545                     (opts & MTX_RECURSE) != 0,
 546             ("_mtx_lock_sleep: recursed on non-recursive mutex %s @ %s:%d\n",
 547                     m->lock_object.lo_name, file, line));
 548 #if LOCK_DEBUG > 0
 549                 opts &= ~MTX_RECURSE;
 550 #endif
 551                 m->mtx_recurse++;
 552                 atomic_set_ptr(&m->mtx_lock, MTX_RECURSED);
 553                 if (LOCK_LOG_TEST(&m->lock_object, opts))
 554                         CTR1(KTR_LOCK, "_mtx_lock_sleep: %p recursing", m);
 555                 return;
 556         }
 557 #if LOCK_DEBUG > 0
 558         opts &= ~MTX_RECURSE;
 559 #endif
 560
 561 #if defined(ADAPTIVE_MUTEXES)
 562         lock_delay_arg_init(&lda, &mtx_delay);
 563 #elif defined(KDTRACE_HOOKS)
 564         lock_delay_arg_init_noadapt(&lda);
 565 #endif
 566
 567 #ifdef HWPMC_HOOKS
 568         PMC_SOFT_CALL( , , lock, failed);
 569 #endif
 570         lock_profile_obtain_lock_failed(&m->lock_object, false,
 571                     &contested, &waittime);
 572         if (LOCK_LOG_TEST(&m->lock_object, opts))
 573                 CTR4(KTR_LOCK,
 574                     "_mtx_lock_sleep: %s contested (lock=%p) at %s:%d",
 575                     m->lock_object.lo_name, (void *)m->mtx_lock, file, line);
 576
 577         for (;;) {
 578                 if (v == MTX_UNOWNED) {
 579                         if (_mtx_obtain_lock_fetch(m, &v, tid))
 580                                 break;
 581                         continue;
 582                 }
 583 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 584                 lda.spin_cnt++;
 585 #endif
 586 #ifdef ADAPTIVE_MUTEXES
 587                 /*
 588                  * If the owner is running on another CPU, spin until the
 589                  * owner stops running or the state of the lock changes.
 590                  */
 591                 owner = lv_mtx_owner(v);
 592                 if (TD_IS_RUNNING(owner)) {
 593                         if (LOCK_LOG_TEST(&m->lock_object, 0))
 594                                 CTR3(KTR_LOCK,
 595                                     "%s: spinning on %p held by %p",
 596                                     __func__, m, owner);
 597                         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread",
 598                             sched_tdname((struct thread *)tid),
 599                             "spinning", "lockname:\"%s\"",
 600                             m->lock_object.lo_name);
 601                         do {
 602                                 lock_delay(&lda);
 603                                 v = MTX_READ_VALUE(m);
 604                                 owner = lv_mtx_owner(v);
 605                         } while (v != MTX_UNOWNED && TD_IS_RUNNING(owner));
 606                         KTR_STATE0(KTR_SCHED, "thread",
 607                             sched_tdname((struct thread *)tid),
 608                             "running");
 609                         continue;
 610                 }
 611 #endif
 612
 613                 ts = turnstile_trywait(&m->lock_object);
 614                 v = MTX_READ_VALUE(m);
 615 retry_turnstile:
 616
 617                 /*
 618                  * Check if the lock has been released while spinning for
 619                  * the turnstile chain lock.
 620                  */
 621                 if (v == MTX_UNOWNED) {
 622                         turnstile_cancel(ts);
 623                         continue;
 624                 }
 625
 626 #ifdef ADAPTIVE_MUTEXES
 627                 /*
 628                  * The current lock owner might have started executing
 629                  * on another CPU (or the lock could have changed
 630                  * owners) while we were waiting on the turnstile
 631                  * chain lock.  If so, drop the turnstile lock and try
 632                  * again.
 633                  */
 634                 owner = lv_mtx_owner(v);
 635                 if (TD_IS_RUNNING(owner)) {
 636                         turnstile_cancel(ts);
 637                         continue;
 638                 }
 639 #endif
 640
 641                 /*
 642                  * If the mutex isn't already contested and a failure occurs
 643                  * setting the contested bit, the mutex was either released
 644                  * or the state of the MTX_RECURSED bit changed.
 645                  */
 646                 if ((v & MTX_CONTESTED) == 0 &&
 647                     !atomic_fcmpset_ptr(&m->mtx_lock, &v, v | MTX_CONTESTED)) {
 648                         goto retry_turnstile;
 649                 }
 650
 651                 /*
 652                  * We definitely must sleep for this lock.
 653                  */
 654                 mtx_assert(m, MA_NOTOWNED);
 655
 656                 /*
 657                  * Block on the turnstile.
 658                  */
 659 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 660                 sleep_time -= lockstat_nsecs(&m->lock_object);
 661 #endif
 662 #ifndef ADAPTIVE_MUTEXES
 663                 owner = mtx_owner(m);
 664 #endif
 665                 MPASS(owner == mtx_owner(m));
 666                 turnstile_wait(ts, owner, TS_EXCLUSIVE_QUEUE);
 667 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 668                 sleep_time += lockstat_nsecs(&m->lock_object);
 669                 sleep_cnt++;
 670 #endif
 671                 v = MTX_READ_VALUE(m);
 672         }
 673 #if defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(LOCK_PROFILING)
 674         if (__predict_true(!doing_lockprof))
 675                 return;
 676 #endif
 677 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 678         all_time += lockstat_nsecs(&m->lock_object);
 679         if (sleep_time)
 680                 LOCKSTAT_RECORD1(adaptive__block, m, sleep_time);
 681
 682         /*
 683          * Only record the loops spinning and not sleeping.
 684          */
 685         if (lda.spin_cnt > sleep_cnt)
 686                 LOCKSTAT_RECORD1(adaptive__spin, m, all_time - sleep_time);
 687 out_lockstat:
 688 #endif
 689         LOCKSTAT_PROFILE_OBTAIN_LOCK_SUCCESS(adaptive__acquire, m, contested,
 690             waittime, file, line);
 691 }
 692
 693 #ifdef SMP
 694 /*
 695  * _mtx_lock_spin_cookie: the tougher part of acquiring an MTX_SPIN lock.
 696  *
 697  * This is only called if we need to actually spin for the lock. Recursion
 698  * is handled inline.
 699  */
 700 #if LOCK_DEBUG > 0
 701 void
 702 _mtx_lock_spin_cookie(volatile uintptr_t *c, uintptr_t v, int opts,
 703     const char *file, int line)
 704 #else
 705 void
 706 _mtx_lock_spin_cookie(volatile uintptr_t *c, uintptr_t v)
 707 #endif
 708 {
 709         struct mtx *m;
 710         struct lock_delay_arg lda;
 711         uintptr_t tid;
 712 #ifdef LOCK_PROFILING
 713         int contested = 0;
 714         uint64_t waittime = 0;
 715 #endif
 716 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 717         int64_t spin_time = 0;
 718 #endif
 719 #if defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(LOCK_PROFILING)
 720         int doing_lockprof = 0;
 721 #endif
 722
 723         tid = (uintptr_t)curthread;
 724         m = mtxlock2mtx(c);
 725
 726 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 727         if (LOCKSTAT_PROFILE_ENABLED(adaptive__acquire)) {
 728                 while (v == MTX_UNOWNED) {
 729                         if (_mtx_obtain_lock_fetch(m, &v, tid))
 730                                 goto out_lockstat;
 731                 }
 732                 doing_lockprof = 1;
 733                 spin_time -= lockstat_nsecs(&m->lock_object);
 734         }
 735 #endif
 736 #ifdef LOCK_PROFILING
 737         doing_lockprof = 1;
 738 #endif
 739
 740         if (__predict_false(v == MTX_UNOWNED))
 741                 v = MTX_READ_VALUE(m);
 742
 743         if (__predict_false(v == tid)) {
 744                 m->mtx_recurse++;
 745                 return;
 746         }
 747
 748         if (SCHEDULER_STOPPED())
 749                 return;
 750
 751         if (LOCK_LOG_TEST(&m->lock_object, opts))
 752                 CTR1(KTR_LOCK, "_mtx_lock_spin: %p spinning", m);
 753         KTR_STATE1(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname((struct thread *)tid),
 754             "spinning", "lockname:\"%s\"", m->lock_object.lo_name);
 755
 756         lock_delay_arg_init(&lda, &mtx_spin_delay);
 757
 758 #ifdef HWPMC_HOOKS
 759         PMC_SOFT_CALL( , , lock, failed);
 760 #endif
 761         lock_profile_obtain_lock_failed(&m->lock_object, true, &contested, &waittime);
 762
 763         for (;;) {
 764                 if (v == MTX_UNOWNED) {
 765                         if (_mtx_obtain_lock_fetch(m, &v, tid))
 766                                 break;
 767                         continue;
 768                 }
 769                 /* Give interrupts a chance while we spin. */
 770                 spinlock_exit();
 771                 do {
 772                         if (__predict_true(lda.spin_cnt < 10000000)) {
 773                                 lock_delay(&lda);
 774                         } else {
 775                                 _mtx_lock_indefinite_check(m, &lda);
 776                         }
 777                         v = MTX_READ_VALUE(m);
 778                 } while (v != MTX_UNOWNED);
 779                 spinlock_enter();
 780         }
 781
 782         if (LOCK_LOG_TEST(&m->lock_object, opts))
 783                 CTR1(KTR_LOCK, "_mtx_lock_spin: %p spin done", m);
 784         KTR_STATE0(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname((struct thread *)tid),
 785             "running");
 786
 787 #if defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(LOCK_PROFILING)
 788         if (__predict_true(!doing_lockprof))
 789                 return;
 790 #endif
 791 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 792         spin_time += lockstat_nsecs(&m->lock_object);
 793         if (lda.spin_cnt != 0)
 794                 LOCKSTAT_RECORD1(spin__spin, m, spin_time);
 795 out_lockstat:
 796 #endif
 797         LOCKSTAT_PROFILE_OBTAIN_SPIN_LOCK_SUCCESS(spin__acquire, m,
 798             contested, waittime, file, line);
 799 }
 800 #endif /* SMP */
 801
 802 #ifdef INVARIANTS
 803 static void
 804 thread_lock_validate(struct mtx *m, int opts, const char *file, int line)
 805 {
 806
 807         KASSERT(m->mtx_lock != MTX_DESTROYED,
 808             ("thread_lock() of destroyed mutex @ %s:%d", file, line));
 809         KASSERT(LOCK_CLASS(&m->lock_object) == &lock_class_mtx_spin,
 810             ("thread_lock() of sleep mutex %s @ %s:%d",
 811             m->lock_object.lo_name, file, line));
 812         KASSERT((m->lock_object.lo_flags & LO_RECURSABLE) == 0,
 813             ("thread_lock: got a recursive mutex %s @ %s:%d\n",
 814             m->lock_object.lo_name, file, line));
 815         WITNESS_CHECKORDER(&m->lock_object,
 816             opts | LOP_NEWORDER | LOP_EXCLUSIVE, file, line, NULL);
 817 }
 818 #else
 819 #define thread_lock_validate(m, opts, file, line) do { } while (0)
 820 #endif
 821
 822 #ifndef LOCK_PROFILING
 823 #if LOCK_DEBUG > 0
 824 void
 825 _thread_lock(struct thread *td, int opts, const char *file, int line)
 826 #else
 827 void
 828 _thread_lock(struct thread *td)
 829 #endif
 830 {
 831         struct mtx *m;
 832         uintptr_t tid;
 833
 834         tid = (uintptr_t)curthread;
 835
 836         if (__predict_false(LOCKSTAT_PROFILE_ENABLED(spin__acquire)))
 837                 goto slowpath_noirq;
 838         spinlock_enter();
 839         m = td->td_lock;
 840         thread_lock_validate(m, 0, file, line);
 841         if (__predict_false(m == &blocked_lock))
 842                 goto slowpath_unlocked;
 843         if (__predict_false(!_mtx_obtain_lock(m, tid)))
 844                 goto slowpath_unlocked;
 845         if (__predict_true(m == td->td_lock)) {
 846                 WITNESS_LOCK(&m->lock_object, LOP_EXCLUSIVE, file, line);
 847                 return;
 848         }
 849         _mtx_release_lock_quick(m);
 850 slowpath_unlocked:
 851         spinlock_exit();
 852 slowpath_noirq:
 853 #if LOCK_DEBUG > 0
 854         thread_lock_flags_(td, opts, file, line);
 855 #else
 856         thread_lock_flags_(td, 0, 0, 0);
 857 #endif
 858 }
 859 #endif
 860
 861 void
 862 thread_lock_flags_(struct thread *td, int opts, const char *file, int line)
 863 {
 864         struct mtx *m;
 865         uintptr_t tid, v;
 866         struct lock_delay_arg lda;
 867 #ifdef LOCK_PROFILING
 868         int contested = 0;
 869         uint64_t waittime = 0;
 870 #endif
 871 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 872         int64_t spin_time = 0;
 873 #endif
 874 #if defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(LOCK_PROFILING)
 875         int doing_lockprof = 1;
 876 #endif
 877
 878         tid = (uintptr_t)curthread;
 879
 880         if (SCHEDULER_STOPPED()) {
 881                 /*
 882                  * Ensure that spinlock sections are balanced even when the
 883                  * scheduler is stopped, since we may otherwise inadvertently
 884                  * re-enable interrupts while dumping core.
 885                  */
 886                 spinlock_enter();
 887                 return;
 888         }
 889
 890         lock_delay_arg_init(&lda, &mtx_spin_delay);
 891
 892 #ifdef HWPMC_HOOKS
 893         PMC_SOFT_CALL( , , lock, failed);
 894 #endif
 895
 896 #ifdef LOCK_PROFILING
 897         doing_lockprof = 1;
 898 #elif defined(KDTRACE_HOOKS)
 899         doing_lockprof = lockstat_enabled;
 900 #endif
 901 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 902         if (__predict_false(doing_lockprof))
 903                 spin_time -= lockstat_nsecs(&td->td_lock->lock_object);
 904 #endif
 905         spinlock_enter();
 906
 907         for (;;) {
 908 retry:
 909                 m = td->td_lock;
 910                 thread_lock_validate(m, opts, file, line);
 911                 v = MTX_READ_VALUE(m);
 912                 for (;;) {
 913                         if (v == MTX_UNOWNED) {
 914                                 if (_mtx_obtain_lock_fetch(m, &v, tid))
 915                                         break;
 916                                 continue;
 917                         }
 918                         MPASS(v != tid);
 919                         lock_profile_obtain_lock_failed(&m->lock_object, true,
 920                             &contested, &waittime);
 921                         /* Give interrupts a chance while we spin. */
 922                         spinlock_exit();
 923                         do {
 924                                 if (__predict_true(lda.spin_cnt < 10000000)) {
 925                                         lock_delay(&lda);
 926                                 } else {
 927                                         _mtx_lock_indefinite_check(m, &lda);
 928                                 }
 929                                 if (m != td->td_lock) {
 930                                         spinlock_enter();
 931                                         goto retry;
 932                                 }
 933                                 v = MTX_READ_VALUE(m);
 934                         } while (v != MTX_UNOWNED);
 935                         spinlock_enter();
 936                 }
 937                 if (m == td->td_lock)
 938                         break;
 939                 _mtx_release_lock_quick(m);
 940         }
 941         LOCK_LOG_LOCK("LOCK", &m->lock_object, opts, m->mtx_recurse, file,
 942             line);
 943         WITNESS_LOCK(&m->lock_object, opts | LOP_EXCLUSIVE, file, line);
 944
 945 #if defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(LOCK_PROFILING)
 946         if (__predict_true(!doing_lockprof))
 947                 return;
 948 #endif
 949 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 950         spin_time += lockstat_nsecs(&m->lock_object);
 951 #endif
 952         LOCKSTAT_PROFILE_OBTAIN_SPIN_LOCK_SUCCESS(spin__acquire, m, contested,
 953             waittime, file, line);
 954 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 955         if (lda.spin_cnt != 0)
 956                 LOCKSTAT_RECORD1(thread__spin, m, spin_time);
 957 #endif
 958 }
 959
 960 struct mtx *
 961 thread_lock_block(struct thread *td)
 962 {
 963         struct mtx *lock;
 964
 965         lock = td->td_lock;
 966         mtx_assert(lock, MA_OWNED);
 967         td->td_lock = &blocked_lock;
 968
 969         return (lock);
 970 }
 971
 972 void
 973 thread_lock_unblock(struct thread *td, struct mtx *new)
 974 {
 975
 976         mtx_assert(new, MA_OWNED);
 977         KASSERT(td->td_lock == &blocked_lock,
 978             ("thread %p lock %p not blocked_lock %p",
 979             td, td->td_lock, &blocked_lock));
 980         atomic_store_rel_ptr((volatile void *)&td->td_lock, (uintptr_t)new);
 981 }
 982
 983 void
 984 thread_lock_block_wait(struct thread *td)
 985 {
 986
 987         while (td->td_lock == &blocked_lock)
 988                 cpu_spinwait();
 989
 990         /* Acquire fence to be certain that all thread state is visible. */
 991         atomic_thread_fence_acq();
 992 }
 993
 994 void
 995 thread_lock_set(struct thread *td, struct mtx *new)
 996 {
 997         struct mtx *lock;
 998
 999         mtx_assert(new, MA_OWNED);
1000         lock = td->td_lock;
1001         mtx_assert(lock, MA_OWNED);
1002         td->td_lock = new;
1003         mtx_unlock_spin(lock);
1004 }
1005
1006 /*
1007  * __mtx_unlock_sleep: the tougher part of releasing an MTX_DEF lock.
1008  *
1009  * We are only called here if the lock is recursed, contested (i.e. we
1010  * need to wake up a blocked thread) or lockstat probe is active.
1011  */
1012 #if LOCK_DEBUG > 0
1013 void
1014 __mtx_unlock_sleep(volatile uintptr_t *c, uintptr_t v, int opts,
1015     const char *file, int line)
1016 #else
1017 void
1018 __mtx_unlock_sleep(volatile uintptr_t *c, uintptr_t v)
1019 #endif
1020 {
1021         struct mtx *m;
1022         struct turnstile *ts;
1023         uintptr_t tid;
1024
1025         if (SCHEDULER_STOPPED())
1026                 return;
1027
1028         tid = (uintptr_t)curthread;
1029         m = mtxlock2mtx(c);
1030
1031         if (__predict_false(v == tid))
1032                 v = MTX_READ_VALUE(m);
1033
1034         if (__predict_false(v & MTX_RECURSED)) {
1035                 if (--(m->mtx_recurse) == 0)
1036                         atomic_clear_ptr(&m->mtx_lock, MTX_RECURSED);
1037                 if (LOCK_LOG_TEST(&m->lock_object, opts))
1038                         CTR1(KTR_LOCK, "_mtx_unlock_sleep: %p unrecurse", m);
1039                 return;
1040         }
1041
1042         LOCKSTAT_PROFILE_RELEASE_LOCK(adaptive__release, m);
1043         if (v == tid && _mtx_release_lock(m, tid))
1044                 return;
1045
1046         /*
1047          * We have to lock the chain before the turnstile so this turnstile
1048          * can be removed from the hash list if it is empty.
1049          */
1050         turnstile_chain_lock(&m->lock_object);
1051         _mtx_release_lock_quick(m);
1052         ts = turnstile_lookup(&m->lock_object);
1053         MPASS(ts != NULL);
1054         if (LOCK_LOG_TEST(&m->lock_object, opts))
1055                 CTR1(KTR_LOCK, "_mtx_unlock_sleep: %p contested", m);
1056         turnstile_broadcast(ts, TS_EXCLUSIVE_QUEUE);
1057
1058         /*
1059          * This turnstile is now no longer associated with the mutex.  We can
1060          * unlock the chain lock so a new turnstile may take it's place.
1061          */
1062         turnstile_unpend(ts);
1063         turnstile_chain_unlock(&m->lock_object);
1064 }
1065
1066 /*
1067  * All the unlocking of MTX_SPIN locks is done inline.
1068  * See the __mtx_unlock_spin() macro for the details.
1069  */
1070
1071 /*
1072  * The backing function for the INVARIANTS-enabled mtx_assert()
1073  */
1074 #ifdef INVARIANT_SUPPORT
1075 void
1076 __mtx_assert(const volatile uintptr_t *c, int what, const char *file, int line)
1077 {
1078         const struct mtx *m;
1079
1080         if (KERNEL_PANICKED() || dumping || SCHEDULER_STOPPED())
1081                 return;
1082
1083         m = mtxlock2mtx(c);
1084
1085         switch (what) {
1086         case MA_OWNED:
1087         case MA_OWNED | MA_RECURSED:
1088         case MA_OWNED | MA_NOTRECURSED:
1089                 if (!mtx_owned(m))
1090                         panic("mutex %s not owned at %s:%d",
1091                             m->lock_object.lo_name, file, line);
1092                 if (mtx_recursed(m)) {
1093                         if ((what & MA_NOTRECURSED) != 0)
1094                                 panic("mutex %s recursed at %s:%d",
1095                                     m->lock_object.lo_name, file, line);
1096                 } else if ((what & MA_RECURSED) != 0) {
1097                         panic("mutex %s unrecursed at %s:%d",
1098                             m->lock_object.lo_name, file, line);
1099                 }
1100                 break;
1101         case MA_NOTOWNED:
1102                 if (mtx_owned(m))
1103                         panic("mutex %s owned at %s:%d",
1104                             m->lock_object.lo_name, file, line);
1105                 break;
1106         default:
1107                 panic("unknown mtx_assert at %s:%d", file, line);
1108         }
1109 }
1110 #endif
1111
1112 /*
1113  * General init routine used by the MTX_SYSINIT() macro.
1114  */
1115 void
1116 mtx_sysinit(void *arg)
1117 {
1118         struct mtx_args *margs = arg;
1119
1120         mtx_init((struct mtx *)margs->ma_mtx, margs->ma_desc, NULL,
1121             margs->ma_opts);
1122 }
1123
1124 /*
1125  * Mutex initialization routine; initialize lock `m' of type contained in
1126  * `opts' with options contained in `opts' and name `name.'  The optional
1127  * lock type `type' is used as a general lock category name for use with
1128  * witness.
1129  */
1130 void
1131 _mtx_init(volatile uintptr_t *c, const char *name, const char *type, int opts)
1132 {
1133         struct mtx *m;
1134         struct lock_class *class;
1135         int flags;
1136
1137         m = mtxlock2mtx(c);
1138
1139         MPASS((opts & ~(MTX_SPIN | MTX_QUIET | MTX_RECURSE |
1140             MTX_NOWITNESS | MTX_DUPOK | MTX_NOPROFILE | MTX_NEW)) == 0);
1141         ASSERT_ATOMIC_LOAD_PTR(m->mtx_lock,
1142             ("%s: mtx_lock not aligned for %s: %p", __func__, name,
1143             &m->mtx_lock));
1144
1145         /* Determine lock class and lock flags. */
1146         if (opts & MTX_SPIN)
1147                 class = &lock_class_mtx_spin;
1148         else
1149                 class = &lock_class_mtx_sleep;
1150         flags = 0;
1151         if (opts & MTX_QUIET)
1152                 flags |= LO_QUIET;
1153         if (opts & MTX_RECURSE)
1154                 flags |= LO_RECURSABLE;
1155         if ((opts & MTX_NOWITNESS) == 0)
1156                 flags |= LO_WITNESS;
1157         if (opts & MTX_DUPOK)
1158                 flags |= LO_DUPOK;
1159         if (opts & MTX_NOPROFILE)
1160                 flags |= LO_NOPROFILE;
1161         if (opts & MTX_NEW)
1162                 flags |= LO_NEW;
1163
1164         /* Initialize mutex. */
1165         lock_init(&m->lock_object, class, name, type, flags);
1166
1167         m->mtx_lock = MTX_UNOWNED;
1168         m->mtx_recurse = 0;
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Remove lock `m' from all_mtx queue.  We don't allow MTX_QUIET to be
1173  * passed in as a flag here because if the corresponding mtx_init() was
1174  * called with MTX_QUIET set, then it will already be set in the mutex's
1175  * flags.
1176  */
1177 void
1178 _mtx_destroy(volatile uintptr_t *c)
1179 {
1180         struct mtx *m;
1181
1182         m = mtxlock2mtx(c);
1183
1184         if (!mtx_owned(m))
1185                 MPASS(mtx_unowned(m));
1186         else {
1187                 MPASS((m->mtx_lock & (MTX_RECURSED|MTX_CONTESTED)) == 0);
1188
1189                 /* Perform the non-mtx related part of mtx_unlock_spin(). */
1190                 if (LOCK_CLASS(&m->lock_object) == &lock_class_mtx_spin) {
1191                         lock_profile_release_lock(&m->lock_object, true);
1192                         spinlock_exit();
1193                 } else {
1194                         TD_LOCKS_DEC(curthread);
1195                         lock_profile_release_lock(&m->lock_object, false);
1196                 }
1197
1198                 /* Tell witness this isn't locked to make it happy. */
1199                 WITNESS_UNLOCK(&m->lock_object, LOP_EXCLUSIVE, __FILE__,
1200                     __LINE__);
1201         }
1202
1203         m->mtx_lock = MTX_DESTROYED;
1204         lock_destroy(&m->lock_object);
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Intialize the mutex code and system mutexes.  This is called from the MD
1209  * startup code prior to mi_startup().  The per-CPU data space needs to be
1210  * setup before this is called.
1211  */
1212 void
1213 mutex_init(void)
1214 {
1215
1216         /* Setup turnstiles so that sleep mutexes work. */
1217         init_turnstiles();
1218
1219         /*
1220          * Initialize mutexes.
1221          */
1222         mtx_init(&Giant, "Giant", NULL, MTX_DEF | MTX_RECURSE);
1223         mtx_init(&blocked_lock, "blocked lock", NULL, MTX_SPIN);
1224         blocked_lock.mtx_lock = 0xdeadc0de;     /* Always blocked. */
1225         mtx_init(&proc0.p_mtx, "process lock", NULL, MTX_DEF | MTX_DUPOK);
1226         mtx_init(&proc0.p_slock, "process slock", NULL, MTX_SPIN);
1227         mtx_init(&proc0.p_statmtx, "pstatl", NULL, MTX_SPIN);
1228         mtx_init(&proc0.p_itimmtx, "pitiml", NULL, MTX_SPIN);
1229         mtx_init(&proc0.p_profmtx, "pprofl", NULL, MTX_SPIN);
1230         mtx_init(&devmtx, "cdev", NULL, MTX_DEF);
1231         mtx_lock(&Giant);
1232 }
1233
1234 static void __noinline
1235 _mtx_lock_indefinite_check(struct mtx *m, struct lock_delay_arg *ldap)
1236 {
1237         struct thread *td;
1238
1239         ldap->spin_cnt++;
1240         if (ldap->spin_cnt < 60000000 || kdb_active || KERNEL_PANICKED())
1241                 cpu_lock_delay();
1242         else {
1243                 td = mtx_owner(m);
1244
1245                 /* If the mutex is unlocked, try again. */
1246                 if (td == NULL)
1247                         return;
1248
1249                 printf( "spin lock %p (%s) held by %p (tid %d) too long\n",
1250                     m, m->lock_object.lo_name, td, td->td_tid);
1251 #ifdef WITNESS
1252                 witness_display_spinlock(&m->lock_object, td, printf);
1253 #endif
1254                 panic("spin lock held too long");
1255         }
1256         cpu_spinwait();
1257 }
1258
1259 void
1260 mtx_spin_wait_unlocked(struct mtx *m)
1261 {
1262         struct lock_delay_arg lda;
1263
1264         KASSERT(m->mtx_lock != MTX_DESTROYED,
1265             ("%s() of destroyed mutex %p", __func__, m));
1266         KASSERT(LOCK_CLASS(&m->lock_object) == &lock_class_mtx_spin,
1267             ("%s() of sleep mutex %p (%s)", __func__, m,
1268             m->lock_object.lo_name));
1269         KASSERT(!mtx_owned(m), ("%s() waiting on myself on lock %p (%s)", __func__, m,
1270             m->lock_object.lo_name));
1271
1272         lda.spin_cnt = 0;
1273
1274         while (atomic_load_acq_ptr(&m->mtx_lock) != MTX_UNOWNED) {
1275                 if (__predict_true(lda.spin_cnt < 10000000)) {
1276                         cpu_spinwait();
1277                         lda.spin_cnt++;
1278                 } else {
1279                         _mtx_lock_indefinite_check(m, &lda);
1280                 }
1281         }
1282 }
1283
1284 void
1285 mtx_wait_unlocked(struct mtx *m)
1286 {
1287         struct thread *owner;
1288         uintptr_t v;
1289
1290         KASSERT(m->mtx_lock != MTX_DESTROYED,
1291             ("%s() of destroyed mutex %p", __func__, m));
1292         KASSERT(LOCK_CLASS(&m->lock_object) == &lock_class_mtx_sleep,
1293             ("%s() not a sleep mutex %p (%s)", __func__, m,
1294             m->lock_object.lo_name));
1295         KASSERT(!mtx_owned(m), ("%s() waiting on myself on lock %p (%s)", __func__, m,
1296             m->lock_object.lo_name));
1297
1298         for (;;) {
1299                 v = atomic_load_acq_ptr(&m->mtx_lock);
1300                 if (v == MTX_UNOWNED) {
1301                         break;
1302                 }
1303                 owner = lv_mtx_owner(v);
1304                 if (!TD_IS_RUNNING(owner)) {
1305                         mtx_lock(m);
1306                         mtx_unlock(m);
1307                         break;
1308                 }
1309                 cpu_spinwait();
1310         }
1311 }
1312
1313 #ifdef DDB
1314 void
1315 db_show_mtx(const struct lock_object *lock)
1316 {
1317         struct thread *td;
1318         const struct mtx *m;
1319
1320         m = (const struct mtx *)lock;
1321
1322         db_printf(" flags: {");
1323         if (LOCK_CLASS(lock) == &lock_class_mtx_spin)
1324                 db_printf("SPIN");
1325         else
1326                 db_printf("DEF");
1327         if (m->lock_object.lo_flags & LO_RECURSABLE)
1328                 db_printf(", RECURSE");
1329         if (m->lock_object.lo_flags & LO_DUPOK)
1330                 db_printf(", DUPOK");
1331         db_printf("}\n");
1332         db_printf(" state: {");
1333         if (mtx_unowned(m))
1334                 db_printf("UNOWNED");
1335         else if (mtx_destroyed(m))
1336                 db_printf("DESTROYED");
1337         else {
1338                 db_printf("OWNED");
1339                 if (m->mtx_lock & MTX_CONTESTED)
1340                         db_printf(", CONTESTED");
1341                 if (m->mtx_lock & MTX_RECURSED)
1342                         db_printf(", RECURSED");
1343         }
1344         db_printf("}\n");
1345         if (!mtx_unowned(m) && !mtx_destroyed(m)) {
1346                 td = mtx_owner(m);
1347                 db_printf(" owner: %p (tid %d, pid %d, \"%s\")\n", td,
1348                     td->td_tid, td->td_proc->p_pid, td->td_name);
1349                 if (mtx_recursed(m))
1350                         db_printf(" recursed: %d\n", m->mtx_recurse);
1351         }
1352 }
1353 #endif