sys/kern/subr_turnstile.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1998 Berkeley Software Design, Inc. All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   8  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   9  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  11  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  12  * 3. Berkeley Software Design Inc's name may not be used to endorse or
  13  *    promote products derived from this software without specific prior
  14  *    written permission.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY BERKELEY SOFTWARE DESIGN INC ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL BERKELEY SOFTWARE DESIGN INC BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  *
  28  *      from BSDI $Id: mutex_witness.c,v 1.1.2.20 2000/04/27 03:10:27 cp Exp $
  29  *      and BSDI $Id: synch_machdep.c,v 2.3.2.39 2000/04/27 03:10:25 cp Exp $
  30  */
  31
  32 /*
  33  * Implementation of turnstiles used to hold queue of threads blocked on
  34  * non-sleepable locks.  Sleepable locks use condition variables to
  35  * implement their queues.  Turnstiles differ from a sleep queue in that
  36  * turnstile queue's are assigned to a lock held by an owning thread.  Thus,
  37  * when one thread is enqueued onto a turnstile, it can lend its priority
  38  * to the owning thread.
  39  *
  40  * We wish to avoid bloating locks with an embedded turnstile and we do not
  41  * want to use back-pointers in the locks for the same reason.  Thus, we
  42  * use a similar approach to that of Solaris 7 as described in Solaris
  43  * Internals by Jim Mauro and Richard McDougall.  Turnstiles are looked up
  44  * in a hash table based on the address of the lock.  Each entry in the
  45  * hash table is a linked-lists of turnstiles and is called a turnstile
  46  * chain.  Each chain contains a spin mutex that protects all of the
  47  * turnstiles in the chain.
  48  *
  49  * Each time a thread is created, a turnstile is allocated from a UMA zone
  50  * and attached to that thread.  When a thread blocks on a lock, if it is the
  51  * first thread to block, it lends its turnstile to the lock.  If the lock
  52  * already has a turnstile, then it gives its turnstile to the lock's
  53  * turnstile's free list.  When a thread is woken up, it takes a turnstile from
  54  * the free list if there are any other waiters.  If it is the only thread
  55  * blocked on the lock, then it reclaims the turnstile associated with the lock
  56  * and removes it from the hash table.
  57  */
  58
  59 #include <sys/cdefs.h>
  60 __FBSDID("$FreeBSD$");
  61
  62 #include "opt_ddb.h"
  63 #include "opt_turnstile_profiling.h"
  64 #include "opt_sched.h"
  65
  66 #include <sys/param.h>
  67 #include <sys/systm.h>
  68 #include <sys/kdb.h>
  69 #include <sys/kernel.h>
  70 #include <sys/ktr.h>
  71 #include <sys/lock.h>
  72 #include <sys/mutex.h>
  73 #include <sys/proc.h>
  74 #include <sys/queue.h>
  75 #include <sys/sched.h>
  76 #include <sys/sysctl.h>
  77 #include <sys/turnstile.h>
  78
  79 #include <vm/uma.h>
  80
  81 #ifdef DDB
  82 #include <ddb/ddb.h>
  83 #include <sys/lockmgr.h>
  84 #include <sys/sx.h>
  85 #endif
  86
  87 /*
  88  * Constants for the hash table of turnstile chains.  TC_SHIFT is a magic
  89  * number chosen because the sleep queue's use the same value for the
  90  * shift.  Basically, we ignore the lower 8 bits of the address.
  91  * TC_TABLESIZE must be a power of two for TC_MASK to work properly.
  92  */
  93 #define TC_TABLESIZE    128                     /* Must be power of 2. */
  94 #define TC_MASK         (TC_TABLESIZE - 1)
  95 #define TC_SHIFT        8
  96 #define TC_HASH(lock)   (((uintptr_t)(lock) >> TC_SHIFT) & TC_MASK)
  97 #define TC_LOOKUP(lock) &turnstile_chains[TC_HASH(lock)]
  98
  99 /*
 100  * There are three different lists of turnstiles as follows.  The list
 101  * connected by ts_link entries is a per-thread list of all the turnstiles
 102  * attached to locks that we own.  This is used to fixup our priority when
 103  * a lock is released.  The other two lists use the ts_hash entries.  The
 104  * first of these two is the turnstile chain list that a turnstile is on
 105  * when it is attached to a lock.  The second list to use ts_hash is the
 106  * free list hung off of a turnstile that is attached to a lock.
 107  *
 108  * Each turnstile contains three lists of threads.  The two ts_blocked lists
 109  * are linked list of threads blocked on the turnstile's lock.  One list is
 110  * for exclusive waiters, and the other is for shared waiters.  The
 111  * ts_pending list is a linked list of threads previously awakened by
 112  * turnstile_signal() or turnstile_wait() that are waiting to be put on
 113  * the run queue.
 114  *
 115  * Locking key:
 116  *  c - turnstile chain lock
 117  *  q - td_contested lock
 118  */
 119 struct turnstile {
 120         struct mtx ts_lock;                     /* Spin lock for self. */
 121         struct threadqueue ts_blocked[2];       /* (c + q) Blocked threads. */
 122         struct threadqueue ts_pending;          /* (c) Pending threads. */
 123         LIST_ENTRY(turnstile) ts_hash;          /* (c) Chain and free list. */
 124         LIST_ENTRY(turnstile) ts_link;          /* (q) Contested locks. */
 125         LIST_HEAD(, turnstile) ts_free;         /* (c) Free turnstiles. */
 126         struct lock_object *ts_lockobj;         /* (c) Lock we reference. */
 127         struct thread *ts_owner;                /* (c + q) Who owns the lock. */
 128 };
 129
 130 struct turnstile_chain {
 131         LIST_HEAD(, turnstile) tc_turnstiles;   /* List of turnstiles. */
 132         struct mtx tc_lock;                     /* Spin lock for this chain. */
 133 #ifdef TURNSTILE_PROFILING
 134         u_int   tc_depth;                       /* Length of tc_queues. */
 135         u_int   tc_max_depth;                   /* Max length of tc_queues. */
 136 #endif
 137 };
 138
 139 #ifdef TURNSTILE_PROFILING
 140 u_int turnstile_max_depth;
 141 SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, turnstile, CTLFLAG_RD, 0, "turnstile profiling");
 142 SYSCTL_NODE(_debug_turnstile, OID_AUTO, chains, CTLFLAG_RD, 0,
 143     "turnstile chain stats");
 144 SYSCTL_UINT(_debug_turnstile, OID_AUTO, max_depth, CTLFLAG_RD,
 145     &turnstile_max_depth, 0, "maximum depth achieved of a single chain");
 146 #endif
 147 static struct mtx td_contested_lock;
 148 static struct turnstile_chain turnstile_chains[TC_TABLESIZE];
 149 static uma_zone_t turnstile_zone;
 150
 151 /*
 152  * Prototypes for non-exported routines.
 153  */
 154 static void     init_turnstile0(void *dummy);
 155 #ifdef TURNSTILE_PROFILING
 156 static void     init_turnstile_profiling(void *arg);
 157 #endif
 158 static void     propagate_priority(struct thread *td);
 159 static int      turnstile_adjust_thread(struct turnstile *ts,
 160                     struct thread *td);
 161 static struct thread *turnstile_first_waiter(struct turnstile *ts);
 162 static void     turnstile_setowner(struct turnstile *ts, struct thread *owner);
 163 #ifdef INVARIANTS
 164 static void     turnstile_dtor(void *mem, int size, void *arg);
 165 #endif
 166 static int      turnstile_init(void *mem, int size, int flags);
 167 static void     turnstile_fini(void *mem, int size);
 168
 169 /*
 170  * Walks the chain of turnstiles and their owners to propagate the priority
 171  * of the thread being blocked to all the threads holding locks that have to
 172  * release their locks before this thread can run again.
 173  */
 174 static void
 175 propagate_priority(struct thread *td)
 176 {
 177         struct turnstile *ts;
 178         int pri;
 179
 180         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 181         pri = td->td_priority;
 182         ts = td->td_blocked;
 183         THREAD_LOCKPTR_ASSERT(td, &ts->ts_lock);
 184         /*
 185          * Grab a recursive lock on this turnstile chain so it stays locked
 186          * for the whole operation.  The caller expects us to return with
 187          * the original lock held.  We only ever lock down the chain so
 188          * the lock order is constant.
 189          */
 190         mtx_lock_spin(&ts->ts_lock);
 191         for (;;) {
 192                 td = ts->ts_owner;
 193
 194                 if (td == NULL) {
 195                         /*
 196                          * This might be a read lock with no owner.  There's
 197                          * not much we can do, so just bail.
 198                          */
 199                         mtx_unlock_spin(&ts->ts_lock);
 200                         return;
 201                 }
 202
 203                 thread_lock_flags(td, MTX_DUPOK);
 204                 mtx_unlock_spin(&ts->ts_lock);
 205                 MPASS(td->td_proc != NULL);
 206                 MPASS(td->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
 207
 208                 /*
 209                  * If the thread is asleep, then we are probably about
 210                  * to deadlock.  To make debugging this easier, just
 211                  * panic and tell the user which thread misbehaved so
 212                  * they can hopefully get a stack trace from the truly
 213                  * misbehaving thread.
 214                  */
 215                 if (TD_IS_SLEEPING(td)) {
 216                         printf(
 217                 "Sleeping thread (tid %d, pid %d) owns a non-sleepable lock\n",
 218                             td->td_tid, td->td_proc->p_pid);
 219                         kdb_backtrace_thread(td);
 220                         panic("sleeping thread");
 221                 }
 222
 223                 /*
 224                  * If this thread already has higher priority than the
 225                  * thread that is being blocked, we are finished.
 226                  */
 227                 if (td->td_priority <= pri) {
 228                         thread_unlock(td);
 229                         return;
 230                 }
 231
 232                 /*
 233                  * Bump this thread's priority.
 234                  */
 235                 sched_lend_prio(td, pri);
 236
 237                 /*
 238                  * If lock holder is actually running or on the run queue
 239                  * then we are done.
 240                  */
 241                 if (TD_IS_RUNNING(td) || TD_ON_RUNQ(td)) {
 242                         MPASS(td->td_blocked == NULL);
 243                         thread_unlock(td);
 244                         return;
 245                 }
 246
 247 #ifndef SMP
 248                 /*
 249                  * For UP, we check to see if td is curthread (this shouldn't
 250                  * ever happen however as it would mean we are in a deadlock.)
 251                  */
 252                 KASSERT(td != curthread, ("Deadlock detected"));
 253 #endif
 254
 255                 /*
 256                  * If we aren't blocked on a lock, we should be.
 257                  */
 258                 KASSERT(TD_ON_LOCK(td), (
 259                     "thread %d(%s):%d holds %s but isn't blocked on a lock\n",
 260                     td->td_tid, td->td_name, td->td_state,
 261                     ts->ts_lockobj->lo_name));
 262
 263                 /*
 264                  * Pick up the lock that td is blocked on.
 265                  */
 266                 ts = td->td_blocked;
 267                 MPASS(ts != NULL);
 268                 THREAD_LOCKPTR_ASSERT(td, &ts->ts_lock);
 269                 /* Resort td on the list if needed. */
 270                 if (!turnstile_adjust_thread(ts, td)) {
 271                         mtx_unlock_spin(&ts->ts_lock);
 272                         return;
 273                 }
 274                 /* The thread lock is released as ts lock above. */
 275         }
 276 }
 277
 278 /*
 279  * Adjust the thread's position on a turnstile after its priority has been
 280  * changed.
 281  */
 282 static int
 283 turnstile_adjust_thread(struct turnstile *ts, struct thread *td)
 284 {
 285         struct thread *td1, *td2;
 286         int queue;
 287
 288         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 289         MPASS(TD_ON_LOCK(td));
 290
 291         /*
 292          * This thread may not be blocked on this turnstile anymore
 293          * but instead might already be woken up on another CPU
 294          * that is waiting on the thread lock in turnstile_unpend() to
 295          * finish waking this thread up.  We can detect this case
 296          * by checking to see if this thread has been given a
 297          * turnstile by either turnstile_signal() or
 298          * turnstile_broadcast().  In this case, treat the thread as
 299          * if it was already running.
 300          */
 301         if (td->td_turnstile != NULL)
 302                 return (0);
 303
 304         /*
 305          * Check if the thread needs to be moved on the blocked chain.
 306          * It needs to be moved if either its priority is lower than
 307          * the previous thread or higher than the next thread.
 308          */
 309         THREAD_LOCKPTR_ASSERT(td, &ts->ts_lock);
 310         td1 = TAILQ_PREV(td, threadqueue, td_lockq);
 311         td2 = TAILQ_NEXT(td, td_lockq);
 312         if ((td1 != NULL && td->td_priority < td1->td_priority) ||
 313             (td2 != NULL && td->td_priority > td2->td_priority)) {
 314
 315                 /*
 316                  * Remove thread from blocked chain and determine where
 317                  * it should be moved to.
 318                  */
 319                 queue = td->td_tsqueue;
 320                 MPASS(queue == TS_EXCLUSIVE_QUEUE || queue == TS_SHARED_QUEUE);
 321                 mtx_lock_spin(&td_contested_lock);
 322                 TAILQ_REMOVE(&ts->ts_blocked[queue], td, td_lockq);
 323                 TAILQ_FOREACH(td1, &ts->ts_blocked[queue], td_lockq) {
 324                         MPASS(td1->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
 325                         if (td1->td_priority > td->td_priority)
 326                                 break;
 327                 }
 328
 329                 if (td1 == NULL)
 330                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ts->ts_blocked[queue], td, td_lockq);
 331                 else
 332                         TAILQ_INSERT_BEFORE(td1, td, td_lockq);
 333                 mtx_unlock_spin(&td_contested_lock);
 334                 if (td1 == NULL)
 335                         CTR3(KTR_LOCK,
 336                     "turnstile_adjust_thread: td %d put at tail on [%p] %s",
 337                             td->td_tid, ts->ts_lockobj, ts->ts_lockobj->lo_name);
 338                 else
 339                         CTR4(KTR_LOCK,
 340                     "turnstile_adjust_thread: td %d moved before %d on [%p] %s",
 341                             td->td_tid, td1->td_tid, ts->ts_lockobj,
 342                             ts->ts_lockobj->lo_name);
 343         }
 344         return (1);
 345 }
 346
 347 /*
 348  * Early initialization of turnstiles.  This is not done via a SYSINIT()
 349  * since this needs to be initialized very early when mutexes are first
 350  * initialized.
 351  */
 352 void
 353 init_turnstiles(void)
 354 {
 355         int i;
 356
 357         for (i = 0; i < TC_TABLESIZE; i++) {
 358                 LIST_INIT(&turnstile_chains[i].tc_turnstiles);
 359                 mtx_init(&turnstile_chains[i].tc_lock, "turnstile chain",
 360                     NULL, MTX_SPIN);
 361         }
 362         mtx_init(&td_contested_lock, "td_contested", NULL, MTX_SPIN);
 363         LIST_INIT(&thread0.td_contested);
 364         thread0.td_turnstile = NULL;
 365 }
 366
 367 #ifdef TURNSTILE_PROFILING
 368 static void
 369 init_turnstile_profiling(void *arg)
 370 {
 371         struct sysctl_oid *chain_oid;
 372         char chain_name[10];
 373         int i;
 374
 375         for (i = 0; i < TC_TABLESIZE; i++) {
 376                 snprintf(chain_name, sizeof(chain_name), "%d", i);
 377                 chain_oid = SYSCTL_ADD_NODE(NULL,
 378                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_debug_turnstile_chains), OID_AUTO,
 379                     chain_name, CTLFLAG_RD, NULL, "turnstile chain stats");
 380                 SYSCTL_ADD_UINT(NULL, SYSCTL_CHILDREN(chain_oid), OID_AUTO,
 381                     "depth", CTLFLAG_RD, &turnstile_chains[i].tc_depth, 0,
 382                     NULL);
 383                 SYSCTL_ADD_UINT(NULL, SYSCTL_CHILDREN(chain_oid), OID_AUTO,
 384                     "max_depth", CTLFLAG_RD, &turnstile_chains[i].tc_max_depth,
 385                     0, NULL);
 386         }
 387 }
 388 SYSINIT(turnstile_profiling, SI_SUB_LOCK, SI_ORDER_ANY,
 389     init_turnstile_profiling, NULL);
 390 #endif
 391
 392 static void
 393 init_turnstile0(void *dummy)
 394 {
 395
 396         turnstile_zone = uma_zcreate("TURNSTILE", sizeof(struct turnstile),
 397             NULL,
 398 #ifdef INVARIANTS
 399             turnstile_dtor,
 400 #else
 401             NULL,
 402 #endif
 403             turnstile_init, turnstile_fini, UMA_ALIGN_CACHE, UMA_ZONE_NOFREE);
 404         thread0.td_turnstile = turnstile_alloc();
 405 }
 406 SYSINIT(turnstile0, SI_SUB_LOCK, SI_ORDER_ANY, init_turnstile0, NULL);
 407
 408 /*
 409  * Update a thread on the turnstile list after it's priority has been changed.
 410  * The old priority is passed in as an argument.
 411  */
 412 void
 413 turnstile_adjust(struct thread *td, u_char oldpri)
 414 {
 415         struct turnstile *ts;
 416
 417         MPASS(TD_ON_LOCK(td));
 418
 419         /*
 420          * Pick up the lock that td is blocked on.
 421          */
 422         ts = td->td_blocked;
 423         MPASS(ts != NULL);
 424         THREAD_LOCKPTR_ASSERT(td, &ts->ts_lock);
 425         mtx_assert(&ts->ts_lock, MA_OWNED);
 426
 427         /* Resort the turnstile on the list. */
 428         if (!turnstile_adjust_thread(ts, td))
 429                 return;
 430         /*
 431          * If our priority was lowered and we are at the head of the
 432          * turnstile, then propagate our new priority up the chain.
 433          * Note that we currently don't try to revoke lent priorities
 434          * when our priority goes up.
 435          */
 436         MPASS(td->td_tsqueue == TS_EXCLUSIVE_QUEUE ||
 437             td->td_tsqueue == TS_SHARED_QUEUE);
 438         if (td == TAILQ_FIRST(&ts->ts_blocked[td->td_tsqueue]) &&
 439             td->td_priority < oldpri) {
 440                 propagate_priority(td);
 441         }
 442 }
 443
 444 /*
 445  * Set the owner of the lock this turnstile is attached to.
 446  */
 447 static void
 448 turnstile_setowner(struct turnstile *ts, struct thread *owner)
 449 {
 450
 451         mtx_assert(&td_contested_lock, MA_OWNED);
 452         MPASS(ts->ts_owner == NULL);
 453
 454         /* A shared lock might not have an owner. */
 455         if (owner == NULL)
 456                 return;
 457
 458         MPASS(owner->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
 459         ts->ts_owner = owner;
 460         LIST_INSERT_HEAD(&owner->td_contested, ts, ts_link);
 461 }
 462
 463 #ifdef INVARIANTS
 464 /*
 465  * UMA zone item deallocator.
 466  */
 467 static void
 468 turnstile_dtor(void *mem, int size, void *arg)
 469 {
 470         struct turnstile *ts;
 471
 472         ts = mem;
 473         MPASS(TAILQ_EMPTY(&ts->ts_blocked[TS_EXCLUSIVE_QUEUE]));
 474         MPASS(TAILQ_EMPTY(&ts->ts_blocked[TS_SHARED_QUEUE]));
 475         MPASS(TAILQ_EMPTY(&ts->ts_pending));
 476 }
 477 #endif
 478
 479 /*
 480  * UMA zone item initializer.
 481  */
 482 static int
 483 turnstile_init(void *mem, int size, int flags)
 484 {
 485         struct turnstile *ts;
 486
 487         bzero(mem, size);
 488         ts = mem;
 489         TAILQ_INIT(&ts->ts_blocked[TS_EXCLUSIVE_QUEUE]);
 490         TAILQ_INIT(&ts->ts_blocked[TS_SHARED_QUEUE]);
 491         TAILQ_INIT(&ts->ts_pending);
 492         LIST_INIT(&ts->ts_free);
 493         mtx_init(&ts->ts_lock, "turnstile lock", NULL, MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
 494         return (0);
 495 }
 496
 497 static void
 498 turnstile_fini(void *mem, int size)
 499 {
 500         struct turnstile *ts;
 501
 502         ts = mem;
 503         mtx_destroy(&ts->ts_lock);
 504 }
 505
 506 /*
 507  * Get a turnstile for a new thread.
 508  */
 509 struct turnstile *
 510 turnstile_alloc(void)
 511 {
 512
 513         return (uma_zalloc(turnstile_zone, M_WAITOK));
 514 }
 515
 516 /*
 517  * Free a turnstile when a thread is destroyed.
 518  */
 519 void
 520 turnstile_free(struct turnstile *ts)
 521 {
 522
 523         uma_zfree(turnstile_zone, ts);
 524 }
 525
 526 /*
 527  * Lock the turnstile chain associated with the specified lock.
 528  */
 529 void
 530 turnstile_chain_lock(struct lock_object *lock)
 531 {
 532         struct turnstile_chain *tc;
 533
 534         tc = TC_LOOKUP(lock);
 535         mtx_lock_spin(&tc->tc_lock);
 536 }
 537
 538 struct turnstile *
 539 turnstile_trywait(struct lock_object *lock)
 540 {
 541         struct turnstile_chain *tc;
 542         struct turnstile *ts;
 543
 544         tc = TC_LOOKUP(lock);
 545         mtx_lock_spin(&tc->tc_lock);
 546         LIST_FOREACH(ts, &tc->tc_turnstiles, ts_hash)
 547                 if (ts->ts_lockobj == lock) {
 548                         mtx_lock_spin(&ts->ts_lock);
 549                         return (ts);
 550                 }
 551
 552         ts = curthread->td_turnstile;
 553         MPASS(ts != NULL);
 554         mtx_lock_spin(&ts->ts_lock);
 555         KASSERT(ts->ts_lockobj == NULL, ("stale ts_lockobj pointer"));
 556         ts->ts_lockobj = lock;
 557
 558         return (ts);
 559 }
 560
 561 void
 562 turnstile_cancel(struct turnstile *ts)
 563 {
 564         struct turnstile_chain *tc;
 565         struct lock_object *lock;
 566
 567         mtx_assert(&ts->ts_lock, MA_OWNED);
 568
 569         mtx_unlock_spin(&ts->ts_lock);
 570         lock = ts->ts_lockobj;
 571         if (ts == curthread->td_turnstile)
 572                 ts->ts_lockobj = NULL;
 573         tc = TC_LOOKUP(lock);
 574         mtx_unlock_spin(&tc->tc_lock);
 575 }
 576
 577 /*
 578  * Look up the turnstile for a lock in the hash table locking the associated
 579  * turnstile chain along the way.  If no turnstile is found in the hash
 580  * table, NULL is returned.
 581  */
 582 struct turnstile *
 583 turnstile_lookup(struct lock_object *lock)
 584 {
 585         struct turnstile_chain *tc;
 586         struct turnstile *ts;
 587
 588         tc = TC_LOOKUP(lock);
 589         mtx_assert(&tc->tc_lock, MA_OWNED);
 590         LIST_FOREACH(ts, &tc->tc_turnstiles, ts_hash)
 591                 if (ts->ts_lockobj == lock) {
 592                         mtx_lock_spin(&ts->ts_lock);
 593                         return (ts);
 594                 }
 595         return (NULL);
 596 }
 597
 598 /*
 599  * Unlock the turnstile chain associated with a given lock.
 600  */
 601 void
 602 turnstile_chain_unlock(struct lock_object *lock)
 603 {
 604         struct turnstile_chain *tc;
 605
 606         tc = TC_LOOKUP(lock);
 607         mtx_unlock_spin(&tc->tc_lock);
 608 }
 609
 610 /*
 611  * Return a pointer to the thread waiting on this turnstile with the
 612  * most important priority or NULL if the turnstile has no waiters.
 613  */
 614 static struct thread *
 615 turnstile_first_waiter(struct turnstile *ts)
 616 {
 617         struct thread *std, *xtd;
 618
 619         std = TAILQ_FIRST(&ts->ts_blocked[TS_SHARED_QUEUE]);
 620         xtd = TAILQ_FIRST(&ts->ts_blocked[TS_EXCLUSIVE_QUEUE]);
 621         if (xtd == NULL || (std != NULL && std->td_priority < xtd->td_priority))
 622                 return (std);
 623         return (xtd);
 624 }
 625
 626 /*
 627  * Take ownership of a turnstile and adjust the priority of the new
 628  * owner appropriately.
 629  */
 630 void
 631 turnstile_claim(struct turnstile *ts)
 632 {
 633         struct thread *td, *owner;
 634         struct turnstile_chain *tc;
 635
 636         mtx_assert(&ts->ts_lock, MA_OWNED);
 637         MPASS(ts != curthread->td_turnstile);
 638
 639         owner = curthread;
 640         mtx_lock_spin(&td_contested_lock);
 641         turnstile_setowner(ts, owner);
 642         mtx_unlock_spin(&td_contested_lock);
 643
 644         td = turnstile_first_waiter(ts);
 645         MPASS(td != NULL);
 646         MPASS(td->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
 647         THREAD_LOCKPTR_ASSERT(td, &ts->ts_lock);
 648
 649         /*
 650          * Update the priority of the new owner if needed.
 651          */
 652         thread_lock(owner);
 653         if (td->td_priority < owner->td_priority)
 654                 sched_lend_prio(owner, td->td_priority);
 655         thread_unlock(owner);
 656         tc = TC_LOOKUP(ts->ts_lockobj);
 657         mtx_unlock_spin(&ts->ts_lock);
 658         mtx_unlock_spin(&tc->tc_lock);
 659 }
 660
 661 /*
 662  * Block the current thread on the turnstile assicated with 'lock'.  This
 663  * function will context switch and not return until this thread has been
 664  * woken back up.  This function must be called with the appropriate
 665  * turnstile chain locked and will return with it unlocked.
 666  */
 667 void
 668 turnstile_wait(struct turnstile *ts, struct thread *owner, int queue)
 669 {
 670         struct turnstile_chain *tc;
 671         struct thread *td, *td1;
 672         struct lock_object *lock;
 673
 674         td = curthread;
 675         mtx_assert(&ts->ts_lock, MA_OWNED);
 676         if (owner)
 677                 MPASS(owner->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
 678         MPASS(queue == TS_SHARED_QUEUE || queue == TS_EXCLUSIVE_QUEUE);
 679
 680         /*
 681          * If the lock does not already have a turnstile, use this thread's
 682          * turnstile.  Otherwise insert the current thread into the
 683          * turnstile already in use by this lock.
 684          */
 685         tc = TC_LOOKUP(ts->ts_lockobj);
 686         mtx_assert(&tc->tc_lock, MA_OWNED);
 687         if (ts == td->td_turnstile) {
 688 #ifdef TURNSTILE_PROFILING
 689                 tc->tc_depth++;
 690                 if (tc->tc_depth > tc->tc_max_depth) {
 691                         tc->tc_max_depth = tc->tc_depth;
 692                         if (tc->tc_max_depth > turnstile_max_depth)
 693                                 turnstile_max_depth = tc->tc_max_depth;
 694                 }
 695 #endif
 696                 LIST_INSERT_HEAD(&tc->tc_turnstiles, ts, ts_hash);
 697                 KASSERT(TAILQ_EMPTY(&ts->ts_pending),
 698                     ("thread's turnstile has pending threads"));
 699                 KASSERT(TAILQ_EMPTY(&ts->ts_blocked[TS_EXCLUSIVE_QUEUE]),
 700                     ("thread's turnstile has exclusive waiters"));
 701                 KASSERT(TAILQ_EMPTY(&ts->ts_blocked[TS_SHARED_QUEUE]),
 702                     ("thread's turnstile has shared waiters"));
 703                 KASSERT(LIST_EMPTY(&ts->ts_free),
 704                     ("thread's turnstile has a non-empty free list"));
 705                 MPASS(ts->ts_lockobj != NULL);
 706                 mtx_lock_spin(&td_contested_lock);
 707                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ts->ts_blocked[queue], td, td_lockq);
 708                 turnstile_setowner(ts, owner);
 709                 mtx_unlock_spin(&td_contested_lock);
 710         } else {
 711                 TAILQ_FOREACH(td1, &ts->ts_blocked[queue], td_lockq)
 712                         if (td1->td_priority > td->td_priority)
 713                                 break;
 714                 mtx_lock_spin(&td_contested_lock);
 715                 if (td1 != NULL)
 716                         TAILQ_INSERT_BEFORE(td1, td, td_lockq);
 717                 else
 718                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ts->ts_blocked[queue], td, td_lockq);
 719                 MPASS(owner == ts->ts_owner);
 720                 mtx_unlock_spin(&td_contested_lock);
 721                 MPASS(td->td_turnstile != NULL);
 722                 LIST_INSERT_HEAD(&ts->ts_free, td->td_turnstile, ts_hash);
 723         }
 724         thread_lock(td);
 725         thread_lock_set(td, &ts->ts_lock);
 726         td->td_turnstile = NULL;
 727
 728         /* Save who we are blocked on and switch. */
 729         lock = ts->ts_lockobj;
 730         td->td_tsqueue = queue;
 731         td->td_blocked = ts;
 732         td->td_lockname = lock->lo_name;
 733         td->td_blktick = ticks;
 734         TD_SET_LOCK(td);
 735         mtx_unlock_spin(&tc->tc_lock);
 736         propagate_priority(td);
 737
 738         if (LOCK_LOG_TEST(lock, 0))
 739                 CTR4(KTR_LOCK, "%s: td %d blocked on [%p] %s", __func__,
 740                     td->td_tid, lock, lock->lo_name);
 741
 742         THREAD_LOCKPTR_ASSERT(td, &ts->ts_lock);
 743         mi_switch(SW_VOL | SWT_TURNSTILE, NULL);
 744
 745         if (LOCK_LOG_TEST(lock, 0))
 746                 CTR4(KTR_LOCK, "%s: td %d free from blocked on [%p] %s",
 747                     __func__, td->td_tid, lock, lock->lo_name);
 748         thread_unlock(td);
 749 }
 750
 751 /*
 752  * Pick the highest priority thread on this turnstile and put it on the
 753  * pending list.  This must be called with the turnstile chain locked.
 754  */
 755 int
 756 turnstile_signal(struct turnstile *ts, int queue)
 757 {
 758         struct turnstile_chain *tc;
 759         struct thread *td;
 760         int empty;
 761
 762         MPASS(ts != NULL);
 763         mtx_assert(&ts->ts_lock, MA_OWNED);
 764         MPASS(curthread->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
 765         MPASS(ts->ts_owner == curthread || ts->ts_owner == NULL);
 766         MPASS(queue == TS_SHARED_QUEUE || queue == TS_EXCLUSIVE_QUEUE);
 767
 768         /*
 769          * Pick the highest priority thread blocked on this lock and
 770          * move it to the pending list.
 771          */
 772         td = TAILQ_FIRST(&ts->ts_blocked[queue]);
 773         MPASS(td->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
 774         mtx_lock_spin(&td_contested_lock);
 775         TAILQ_REMOVE(&ts->ts_blocked[queue], td, td_lockq);
 776         mtx_unlock_spin(&td_contested_lock);
 777         TAILQ_INSERT_TAIL(&ts->ts_pending, td, td_lockq);
 778
 779         /*
 780          * If the turnstile is now empty, remove it from its chain and
 781          * give it to the about-to-be-woken thread.  Otherwise take a
 782          * turnstile from the free list and give it to the thread.
 783          */
 784         empty = TAILQ_EMPTY(&ts->ts_blocked[TS_EXCLUSIVE_QUEUE]) &&
 785             TAILQ_EMPTY(&ts->ts_blocked[TS_SHARED_QUEUE]);
 786         if (empty) {
 787                 tc = TC_LOOKUP(ts->ts_lockobj);
 788                 mtx_assert(&tc->tc_lock, MA_OWNED);
 789                 MPASS(LIST_EMPTY(&ts->ts_free));
 790 #ifdef TURNSTILE_PROFILING
 791                 tc->tc_depth--;
 792 #endif
 793         } else
 794                 ts = LIST_FIRST(&ts->ts_free);
 795         MPASS(ts != NULL);
 796         LIST_REMOVE(ts, ts_hash);
 797         td->td_turnstile = ts;
 798
 799         return (empty);
 800 }
 801
 802 /*
 803  * Put all blocked threads on the pending list.  This must be called with
 804  * the turnstile chain locked.
 805  */
 806 void
 807 turnstile_broadcast(struct turnstile *ts, int queue)
 808 {
 809         struct turnstile_chain *tc;
 810         struct turnstile *ts1;
 811         struct thread *td;
 812
 813         MPASS(ts != NULL);
 814         mtx_assert(&ts->ts_lock, MA_OWNED);
 815         MPASS(curthread->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
 816         MPASS(ts->ts_owner == curthread || ts->ts_owner == NULL);
 817         /*
 818          * We must have the chain locked so that we can remove the empty
 819          * turnstile from the hash queue.
 820          */
 821         tc = TC_LOOKUP(ts->ts_lockobj);
 822         mtx_assert(&tc->tc_lock, MA_OWNED);
 823         MPASS(queue == TS_SHARED_QUEUE || queue == TS_EXCLUSIVE_QUEUE);
 824
 825         /*
 826          * Transfer the blocked list to the pending list.
 827          */
 828         mtx_lock_spin(&td_contested_lock);
 829         TAILQ_CONCAT(&ts->ts_pending, &ts->ts_blocked[queue], td_lockq);
 830         mtx_unlock_spin(&td_contested_lock);
 831
 832         /*
 833          * Give a turnstile to each thread.  The last thread gets
 834          * this turnstile if the turnstile is empty.
 835          */
 836         TAILQ_FOREACH(td, &ts->ts_pending, td_lockq) {
 837                 if (LIST_EMPTY(&ts->ts_free)) {
 838                         MPASS(TAILQ_NEXT(td, td_lockq) == NULL);
 839                         ts1 = ts;
 840 #ifdef TURNSTILE_PROFILING
 841                         tc->tc_depth--;
 842 #endif
 843                 } else
 844                         ts1 = LIST_FIRST(&ts->ts_free);
 845                 MPASS(ts1 != NULL);
 846                 LIST_REMOVE(ts1, ts_hash);
 847                 td->td_turnstile = ts1;
 848         }
 849 }
 850
 851 /*
 852  * Wakeup all threads on the pending list and adjust the priority of the
 853  * current thread appropriately.  This must be called with the turnstile
 854  * chain locked.
 855  */
 856 void
 857 turnstile_unpend(struct turnstile *ts, int owner_type)
 858 {
 859         TAILQ_HEAD( ,thread) pending_threads;
 860         struct turnstile *nts;
 861         struct thread *td;
 862         u_char cp, pri;
 863
 864         MPASS(ts != NULL);
 865         mtx_assert(&ts->ts_lock, MA_OWNED);
 866         MPASS(ts->ts_owner == curthread || ts->ts_owner == NULL);
 867         MPASS(!TAILQ_EMPTY(&ts->ts_pending));
 868
 869         /*
 870          * Move the list of pending threads out of the turnstile and
 871          * into a local variable.
 872          */
 873         TAILQ_INIT(&pending_threads);
 874         TAILQ_CONCAT(&pending_threads, &ts->ts_pending, td_lockq);
 875 #ifdef INVARIANTS
 876         if (TAILQ_EMPTY(&ts->ts_blocked[TS_EXCLUSIVE_QUEUE]) &&
 877             TAILQ_EMPTY(&ts->ts_blocked[TS_SHARED_QUEUE]))
 878                 ts->ts_lockobj = NULL;
 879 #endif
 880         /*
 881          * Adjust the priority of curthread based on other contested
 882          * locks it owns.  Don't lower the priority below the base
 883          * priority however.
 884          */
 885         td = curthread;
 886         pri = PRI_MAX;
 887         thread_lock(td);
 888         mtx_lock_spin(&td_contested_lock);
 889         /*
 890          * Remove the turnstile from this thread's list of contested locks
 891          * since this thread doesn't own it anymore.  New threads will
 892          * not be blocking on the turnstile until it is claimed by a new
 893          * owner.  There might not be a current owner if this is a shared
 894          * lock.
 895          */
 896         if (ts->ts_owner != NULL) {
 897                 ts->ts_owner = NULL;
 898                 LIST_REMOVE(ts, ts_link);
 899         }
 900         LIST_FOREACH(nts, &td->td_contested, ts_link) {
 901                 cp = turnstile_first_waiter(nts)->td_priority;
 902                 if (cp < pri)
 903                         pri = cp;
 904         }
 905         mtx_unlock_spin(&td_contested_lock);
 906         sched_unlend_prio(td, pri);
 907         thread_unlock(td);
 908         /*
 909          * Wake up all the pending threads.  If a thread is not blocked
 910          * on a lock, then it is currently executing on another CPU in
 911          * turnstile_wait() or sitting on a run queue waiting to resume
 912          * in turnstile_wait().  Set a flag to force it to try to acquire
 913          * the lock again instead of blocking.
 914          */
 915         while (!TAILQ_EMPTY(&pending_threads)) {
 916                 td = TAILQ_FIRST(&pending_threads);
 917                 TAILQ_REMOVE(&pending_threads, td, td_lockq);
 918                 thread_lock(td);
 919                 THREAD_LOCKPTR_ASSERT(td, &ts->ts_lock);
 920                 MPASS(td->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
 921                 MPASS(TD_ON_LOCK(td));
 922                 TD_CLR_LOCK(td);
 923                 MPASS(TD_CAN_RUN(td));
 924                 td->td_blocked = NULL;
 925                 td->td_lockname = NULL;
 926                 td->td_blktick = 0;
 927 #ifdef INVARIANTS
 928                 td->td_tsqueue = 0xff;
 929 #endif
 930                 sched_add(td, SRQ_BORING);
 931                 thread_unlock(td);
 932         }
 933         mtx_unlock_spin(&ts->ts_lock);
 934 }
 935
 936 /*
 937  * Give up ownership of a turnstile.  This must be called with the
 938  * turnstile chain locked.
 939  */
 940 void
 941 turnstile_disown(struct turnstile *ts)
 942 {
 943         struct thread *td;
 944         u_char cp, pri;
 945
 946         MPASS(ts != NULL);
 947         mtx_assert(&ts->ts_lock, MA_OWNED);
 948         MPASS(ts->ts_owner == curthread);
 949         MPASS(TAILQ_EMPTY(&ts->ts_pending));
 950         MPASS(!TAILQ_EMPTY(&ts->ts_blocked[TS_EXCLUSIVE_QUEUE]) ||
 951             !TAILQ_EMPTY(&ts->ts_blocked[TS_SHARED_QUEUE]));
 952
 953         /*
 954          * Remove the turnstile from this thread's list of contested locks
 955          * since this thread doesn't own it anymore.  New threads will
 956          * not be blocking on the turnstile until it is claimed by a new
 957          * owner.
 958          */
 959         mtx_lock_spin(&td_contested_lock);
 960         ts->ts_owner = NULL;
 961         LIST_REMOVE(ts, ts_link);
 962         mtx_unlock_spin(&td_contested_lock);
 963
 964         /*
 965          * Adjust the priority of curthread based on other contested
 966          * locks it owns.  Don't lower the priority below the base
 967          * priority however.
 968          */
 969         td = curthread;
 970         pri = PRI_MAX;
 971         thread_lock(td);
 972         mtx_unlock_spin(&ts->ts_lock);
 973         mtx_lock_spin(&td_contested_lock);
 974         LIST_FOREACH(ts, &td->td_contested, ts_link) {
 975                 cp = turnstile_first_waiter(ts)->td_priority;
 976                 if (cp < pri)
 977                         pri = cp;
 978         }
 979         mtx_unlock_spin(&td_contested_lock);
 980         sched_unlend_prio(td, pri);
 981         thread_unlock(td);
 982 }
 983
 984 /*
 985  * Return the first thread in a turnstile.
 986  */
 987 struct thread *
 988 turnstile_head(struct turnstile *ts, int queue)
 989 {
 990 #ifdef INVARIANTS
 991
 992         MPASS(ts != NULL);
 993         MPASS(queue == TS_SHARED_QUEUE || queue == TS_EXCLUSIVE_QUEUE);
 994         mtx_assert(&ts->ts_lock, MA_OWNED);
 995 #endif
 996         return (TAILQ_FIRST(&ts->ts_blocked[queue]));
 997 }
 998
 999 /*
1000  * Returns true if a sub-queue of a turnstile is empty.
1001  */
1002 int
1003 turnstile_empty(struct turnstile *ts, int queue)
1004 {
1005 #ifdef INVARIANTS
1006
1007         MPASS(ts != NULL);
1008         MPASS(queue == TS_SHARED_QUEUE || queue == TS_EXCLUSIVE_QUEUE);
1009         mtx_assert(&ts->ts_lock, MA_OWNED);
1010 #endif
1011         return (TAILQ_EMPTY(&ts->ts_blocked[queue]));
1012 }
1013
1014 #ifdef DDB
1015 static void
1016 print_thread(struct thread *td, const char *prefix)
1017 {
1018
1019         db_printf("%s%p (tid %d, pid %d, \"%s\")\n", prefix, td, td->td_tid,
1020             td->td_proc->p_pid, td->td_name[0] != '\0' ? td->td_name :
1021             td->td_name);
1022 }
1023
1024 static void
1025 print_queue(struct threadqueue *queue, const char *header, const char *prefix)
1026 {
1027         struct thread *td;
1028
1029         db_printf("%s:\n", header);
1030         if (TAILQ_EMPTY(queue)) {
1031                 db_printf("%sempty\n", prefix);
1032                 return;
1033         }
1034         TAILQ_FOREACH(td, queue, td_lockq) {
1035                 print_thread(td, prefix);
1036         }
1037 }
1038
1039 DB_SHOW_COMMAND(turnstile, db_show_turnstile)
1040 {
1041         struct turnstile_chain *tc;
1042         struct turnstile *ts;
1043         struct lock_object *lock;
1044         int i;
1045
1046         if (!have_addr)
1047                 return;
1048
1049         /*
1050          * First, see if there is an active turnstile for the lock indicated
1051          * by the address.
1052          */
1053         lock = (struct lock_object *)addr;
1054         tc = TC_LOOKUP(lock);
1055         LIST_FOREACH(ts, &tc->tc_turnstiles, ts_hash)
1056                 if (ts->ts_lockobj == lock)
1057                         goto found;
1058
1059         /*
1060          * Second, see if there is an active turnstile at the address
1061          * indicated.
1062          */
1063         for (i = 0; i < TC_TABLESIZE; i++)
1064                 LIST_FOREACH(ts, &turnstile_chains[i].tc_turnstiles, ts_hash) {
1065                         if (ts == (struct turnstile *)addr)
1066                                 goto found;
1067                 }
1068
1069         db_printf("Unable to locate a turnstile via %p\n", (void *)addr);
1070         return;
1071 found:
1072         lock = ts->ts_lockobj;
1073         db_printf("Lock: %p - (%s) %s\n", lock, LOCK_CLASS(lock)->lc_name,
1074             lock->lo_name);
1075         if (ts->ts_owner)
1076                 print_thread(ts->ts_owner, "Lock Owner: ");
1077         else
1078                 db_printf("Lock Owner: none\n");
1079         print_queue(&ts->ts_blocked[TS_SHARED_QUEUE], "Shared Waiters", "\t");
1080         print_queue(&ts->ts_blocked[TS_EXCLUSIVE_QUEUE], "Exclusive Waiters",
1081             "\t");
1082         print_queue(&ts->ts_pending, "Pending Threads", "\t");
1083
1084 }
1085
1086 /*
1087  * Show all the threads a particular thread is waiting on based on
1088  * non-sleepable and non-spin locks.
1089  */
1090 static void
1091 print_lockchain(struct thread *td, const char *prefix)
1092 {
1093         struct lock_object *lock;
1094         struct lock_class *class;
1095         struct turnstile *ts;
1096
1097         /*
1098          * Follow the chain.  We keep walking as long as the thread is
1099          * blocked on a turnstile that has an owner.
1100          */
1101         while (!db_pager_quit) {
1102                 db_printf("%sthread %d (pid %d, %s) ", prefix, td->td_tid,
1103                     td->td_proc->p_pid, td->td_name[0] != '\0' ? td->td_name :
1104                     td->td_name);
1105                 switch (td->td_state) {
1106                 case TDS_INACTIVE:
1107                         db_printf("is inactive\n");
1108                         return;
1109                 case TDS_CAN_RUN:
1110                         db_printf("can run\n");
1111                         return;
1112                 case TDS_RUNQ:
1113                         db_printf("is on a run queue\n");
1114                         return;
1115                 case TDS_RUNNING:
1116                         db_printf("running on CPU %d\n", td->td_oncpu);
1117                         return;
1118                 case TDS_INHIBITED:
1119                         if (TD_ON_LOCK(td)) {
1120                                 ts = td->td_blocked;
1121                                 lock = ts->ts_lockobj;
1122                                 class = LOCK_CLASS(lock);
1123                                 db_printf("blocked on lock %p (%s) \"%s\"\n",
1124                                     lock, class->lc_name, lock->lo_name);
1125                                 if (ts->ts_owner == NULL)
1126                                         return;
1127                                 td = ts->ts_owner;
1128                                 break;
1129                         }
1130                         db_printf("inhibited\n");
1131                         return;
1132                 default:
1133                         db_printf("??? (%#x)\n", td->td_state);
1134                         return;
1135                 }
1136         }
1137 }
1138
1139 DB_SHOW_COMMAND(lockchain, db_show_lockchain)
1140 {
1141         struct thread *td;
1142
1143         /* Figure out which thread to start with. */
1144         if (have_addr)
1145                 td = db_lookup_thread(addr, TRUE);
1146         else
1147                 td = kdb_thread;
1148
1149         print_lockchain(td, "");
1150 }
1151
1152 DB_SHOW_ALL_COMMAND(chains, db_show_allchains)
1153 {
1154         struct thread *td;
1155         struct proc *p;
1156         int i;
1157
1158         i = 1;
1159         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
1160                 FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
1161                         if (TD_ON_LOCK(td) && LIST_EMPTY(&td->td_contested)) {
1162                                 db_printf("chain %d:\n", i++);
1163                                 print_lockchain(td, " ");
1164                         }
1165                         if (db_pager_quit)
1166                                 return;
1167                 }
1168         }
1169 }
1170 DB_SHOW_ALIAS(allchains, db_show_allchains)
1171
1172 /*
1173  * Show all the threads a particular thread is waiting on based on
1174  * sleepable locks.
1175  */
1176 static void
1177 print_sleepchain(struct thread *td, const char *prefix)
1178 {
1179         struct thread *owner;
1180
1181         /*
1182          * Follow the chain.  We keep walking as long as the thread is
1183          * blocked on a sleep lock that has an owner.
1184          */
1185         while (!db_pager_quit) {
1186                 db_printf("%sthread %d (pid %d, %s) ", prefix, td->td_tid,
1187                     td->td_proc->p_pid, td->td_name[0] != '\0' ? td->td_name :
1188                     td->td_name);
1189                 switch (td->td_state) {
1190                 case TDS_INACTIVE:
1191                         db_printf("is inactive\n");
1192                         return;
1193                 case TDS_CAN_RUN:
1194                         db_printf("can run\n");
1195                         return;
1196                 case TDS_RUNQ:
1197                         db_printf("is on a run queue\n");
1198                         return;
1199                 case TDS_RUNNING:
1200                         db_printf("running on CPU %d\n", td->td_oncpu);
1201                         return;
1202                 case TDS_INHIBITED:
1203                         if (TD_ON_SLEEPQ(td)) {
1204                                 if (lockmgr_chain(td, &owner) ||
1205                                     sx_chain(td, &owner)) {
1206                                         if (owner == NULL)
1207                                                 return;
1208                                         td = owner;
1209                                         break;
1210                                 }
1211                                 db_printf("sleeping on %p \"%s\"\n",
1212                                     td->td_wchan, td->td_wmesg);
1213                                 return;
1214                         }
1215                         db_printf("inhibited\n");
1216                         return;
1217                 default:
1218                         db_printf("??? (%#x)\n", td->td_state);
1219                         return;
1220                 }
1221         }
1222 }
1223
1224 DB_SHOW_COMMAND(sleepchain, db_show_sleepchain)
1225 {
1226         struct thread *td;
1227
1228         /* Figure out which thread to start with. */
1229         if (have_addr)
1230                 td = db_lookup_thread(addr, TRUE);
1231         else
1232                 td = kdb_thread;
1233
1234         print_sleepchain(td, "");
1235 }
1236
1237 static void     print_waiters(struct turnstile *ts, int indent);
1238
1239 static void
1240 print_waiter(struct thread *td, int indent)
1241 {
1242         struct turnstile *ts;
1243         int i;
1244
1245         if (db_pager_quit)
1246                 return;
1247         for (i = 0; i < indent; i++)
1248                 db_printf(" ");
1249         print_thread(td, "thread ");
1250         LIST_FOREACH(ts, &td->td_contested, ts_link)
1251                 print_waiters(ts, indent + 1);
1252 }
1253
1254 static void
1255 print_waiters(struct turnstile *ts, int indent)
1256 {
1257         struct lock_object *lock;
1258         struct lock_class *class;
1259         struct thread *td;
1260         int i;
1261
1262         if (db_pager_quit)
1263                 return;
1264         lock = ts->ts_lockobj;
1265         class = LOCK_CLASS(lock);
1266         for (i = 0; i < indent; i++)
1267                 db_printf(" ");
1268         db_printf("lock %p (%s) \"%s\"\n", lock, class->lc_name, lock->lo_name);
1269         TAILQ_FOREACH(td, &ts->ts_blocked[TS_EXCLUSIVE_QUEUE], td_lockq)
1270                 print_waiter(td, indent + 1);
1271         TAILQ_FOREACH(td, &ts->ts_blocked[TS_SHARED_QUEUE], td_lockq)
1272                 print_waiter(td, indent + 1);
1273         TAILQ_FOREACH(td, &ts->ts_pending, td_lockq)
1274                 print_waiter(td, indent + 1);
1275 }
1276
1277 DB_SHOW_COMMAND(locktree, db_show_locktree)
1278 {
1279         struct lock_object *lock;
1280         struct lock_class *class;
1281         struct turnstile_chain *tc;
1282         struct turnstile *ts;
1283
1284         if (!have_addr)
1285                 return;
1286         lock = (struct lock_object *)addr;
1287         tc = TC_LOOKUP(lock);
1288         LIST_FOREACH(ts, &tc->tc_turnstiles, ts_hash)
1289                 if (ts->ts_lockobj == lock)
1290                         break;
1291         if (ts == NULL) {
1292                 class = LOCK_CLASS(lock);
1293                 db_printf("lock %p (%s) \"%s\"\n", lock, class->lc_name,
1294                     lock->lo_name);
1295         } else
1296                 print_waiters(ts, 0);
1297 }
1298 #endif