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