sys/kern/kern_mutex.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2009 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *    the documentation and/or other materials provided with the
  16  *    distribution.
  17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *    from this software without specific, prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  */
  34 /*
  35  * Implement fast persistent locks based on atomic_cmpset_int() with
  36  * semantics similar to lockmgr locks but faster and taking up much less
  37  * space.  Taken from HAMMER's lock implementation.
  38  *
  39  * These are meant to complement our LWKT tokens.  Tokens are only held
  40  * while the thread is running.  Mutexes can be held across blocking
  41  * conditions.
  42  *
  43  * Most of the support is in sys/mutex[2].h.  We mostly provide backoff
  44  * functions here.
  45  */
  46
  47 #include <sys/param.h>
  48 #include <sys/systm.h>
  49 #include <sys/kernel.h>
  50 #include <sys/sysctl.h>
  51 #include <sys/thread.h>
  52
  53 #include <machine/cpufunc.h>
  54
  55 #include <sys/thread2.h>
  56 #include <sys/mutex2.h>
  57
  58 static __int64_t mtx_contention_count;
  59 static __int64_t mtx_collision_count;
  60 static __int64_t mtx_wakeup_count;
  61
  62 SYSCTL_QUAD(_kern, OID_AUTO, mtx_contention_count, CTLFLAG_RW,
  63             &mtx_contention_count, 0, "");
  64 SYSCTL_QUAD(_kern, OID_AUTO, mtx_collision_count, CTLFLAG_RW,
  65             &mtx_collision_count, 0, "");
  66 SYSCTL_QUAD(_kern, OID_AUTO, mtx_wakeup_count, CTLFLAG_RW,
  67             &mtx_wakeup_count, 0, "");
  68
  69 static void mtx_chain_link(mtx_t mtx);
  70 static void mtx_delete_link(mtx_t mtx, mtx_link_t link);
  71
  72 /*
  73  * Exclusive-lock a mutex, block until acquired.  Recursion is allowed.
  74  *
  75  * Returns 0 on success, or the tsleep() return code on failure.
  76  * An error can only be returned if PCATCH is specified in the flags.
  77  */
  78 static __inline int
  79 __mtx_lock_ex(mtx_t mtx, mtx_link_t link, const char *ident, int flags, int to)
  80 {
  81         u_int   lock;
  82         u_int   nlock;
  83         int     error;
  84
  85         for (;;) {
  86                 lock = mtx->mtx_lock;
  87                 if (lock == 0) {
  88                         nlock = MTX_EXCLUSIVE | 1;
  89                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, 0, nlock)) {
  90                                 mtx->mtx_owner = curthread;
  91                                 error = 0;
  92                                 break;
  93                         }
  94                 } else if ((lock & MTX_EXCLUSIVE) &&
  95                            mtx->mtx_owner == curthread) {
  96                         KKASSERT((lock & MTX_MASK) != MTX_MASK);
  97                         nlock = lock + 1;
  98                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock)) {
  99                                 error = 0;
 100                                 break;
 101                         }
 102                 } else {
 103                         /*
 104                          * Clearing MTX_EXLINK in lock causes us to loop until
 105                          * MTX_EXLINK is available.  However, to avoid
 106                          * unnecessary cpu cache traffic we poll instead.
 107                          *
 108                          * Setting MTX_EXLINK in nlock causes us to loop until
 109                          * we can acquire MTX_EXLINK.
 110                          *
 111                          * Also set MTX_EXWANTED coincident with EXLINK, if
 112                          * not already set.
 113                          */
 114                         thread_t td;
 115
 116                         if (lock & MTX_EXLINK) {
 117                                 cpu_pause();
 118                                 ++mtx_collision_count;
 119                                 continue;
 120                         }
 121                         td = curthread;
 122                         /*lock &= ~MTX_EXLINK;*/
 123                         nlock = lock | MTX_EXWANTED | MTX_EXLINK;
 124                         ++td->td_critcount;
 125                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock)) {
 126                                 /*
 127                                  * Check for early abort
 128                                  */
 129                                 if (link->state == MTX_LINK_ABORTED) {
 130                                         atomic_clear_int(&mtx->mtx_lock,
 131                                                          MTX_EXLINK);
 132                                         --td->td_critcount;
 133                                         error = ENOLCK;
 134                                         if (mtx->mtx_link == NULL) {
 135                                                 atomic_clear_int(&mtx->mtx_lock,
 136                                                                  MTX_EXWANTED);
 137                                         }
 138                                         break;
 139                                 }
 140
 141                                 /*
 142                                  * Success.  Link in our structure then
 143                                  * release EXLINK and sleep.
 144                                  */
 145                                 link->owner = td;
 146                                 link->state = MTX_LINK_LINKED;
 147                                 if (mtx->mtx_link) {
 148                                         link->next = mtx->mtx_link;
 149                                         link->prev = link->next->prev;
 150                                         link->next->prev = link;
 151                                         link->prev->next = link;
 152                                 } else {
 153                                         link->next = link;
 154                                         link->prev = link;
 155                                         mtx->mtx_link = link;
 156                                 }
 157                                 tsleep_interlock(link, 0);
 158                                 atomic_clear_int(&mtx->mtx_lock, MTX_EXLINK);
 159                                 --td->td_critcount;
 160
 161                                 error = tsleep(link, flags, ident, to);
 162                                 ++mtx_contention_count;
 163
 164                                 /*
 165                                  * Normal unlink, we should own the exclusive
 166                                  * lock now.
 167                                  */
 168                                 if (link->state == MTX_LINK_LINKED)
 169                                         mtx_delete_link(mtx, link);
 170                                 if (link->state == MTX_LINK_ACQUIRED) {
 171                                         KKASSERT(mtx->mtx_owner == link->owner);
 172                                         error = 0;
 173                                         break;
 174                                 }
 175
 176                                 /*
 177                                  * Aborted lock (mtx_abort_ex called).
 178                                  */
 179                                 if (link->state == MTX_LINK_ABORTED) {
 180                                         error = ENOLCK;
 181                                         break;
 182                                 }
 183
 184                                 /*
 185                                  * tsleep error, else retry.
 186                                  */
 187                                 if (error)
 188                                         break;
 189                         } else {
 190                                 --td->td_critcount;
 191                         }
 192                 }
 193                 ++mtx_collision_count;
 194         }
 195         return (error);
 196 }
 197
 198 int
 199 _mtx_lock_ex_link(mtx_t mtx, mtx_link_t link,
 200                   const char *ident, int flags, int to)
 201 {
 202         return(__mtx_lock_ex(mtx, link, ident, flags, to));
 203 }
 204
 205 int
 206 _mtx_lock_ex(mtx_t mtx, const char *ident, int flags, int to)
 207 {
 208         struct mtx_link link;
 209
 210         mtx_link_init(&link);
 211         return(__mtx_lock_ex(mtx, &link, ident, flags, to));
 212 }
 213
 214 int
 215 _mtx_lock_ex_quick(mtx_t mtx, const char *ident)
 216 {
 217         struct mtx_link link;
 218
 219         mtx_link_init(&link);
 220         return(__mtx_lock_ex(mtx, &link, ident, 0, 0));
 221 }
 222
 223 /*
 224  * Share-lock a mutex, block until acquired.  Recursion is allowed.
 225  *
 226  * Returns 0 on success, or the tsleep() return code on failure.
 227  * An error can only be returned if PCATCH is specified in the flags.
 228  *
 229  * NOTE: Shared locks get a mass-wakeup so if the tsleep fails we
 230  *       do not have to chain the wakeup().
 231  */
 232 static __inline int
 233 __mtx_lock_sh(mtx_t mtx, const char *ident, int flags, int to)
 234 {
 235         u_int   lock;
 236         u_int   nlock;
 237         int     error;
 238
 239         for (;;) {
 240                 lock = mtx->mtx_lock;
 241                 if ((lock & MTX_EXCLUSIVE) == 0) {
 242                         KKASSERT((lock & MTX_MASK) != MTX_MASK);
 243                         nlock = lock + 1;
 244                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock)) {
 245                                 error = 0;
 246                                 break;
 247                         }
 248                 } else {
 249                         nlock = lock | MTX_SHWANTED;
 250                         tsleep_interlock(mtx, 0);
 251                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock)) {
 252                                 error = tsleep(mtx, flags, ident, to);
 253                                 if (error)
 254                                         break;
 255                                 ++mtx_contention_count;
 256                                 /* retry */
 257                         } else {
 258                                 tsleep_remove(curthread);
 259                         }
 260                 }
 261                 ++mtx_collision_count;
 262         }
 263         return (error);
 264 }
 265
 266 int
 267 _mtx_lock_sh(mtx_t mtx, const char *ident, int flags, int to)
 268 {
 269         return (__mtx_lock_sh(mtx, ident, flags, to));
 270 }
 271
 272 int
 273 _mtx_lock_sh_quick(mtx_t mtx, const char *ident)
 274 {
 275         return (__mtx_lock_sh(mtx, ident, 0, 0));
 276 }
 277
 278 /*
 279  * Get an exclusive spinlock the hard way.
 280  */
 281 void
 282 _mtx_spinlock(mtx_t mtx)
 283 {
 284         u_int   lock;
 285         u_int   nlock;
 286         int     bb = 1;
 287         int     bo;
 288
 289         for (;;) {
 290                 lock = mtx->mtx_lock;
 291                 if (lock == 0) {
 292                         nlock = MTX_EXCLUSIVE | 1;
 293                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, 0, nlock)) {
 294                                 mtx->mtx_owner = curthread;
 295                                 break;
 296                         }
 297                 } else if ((lock & MTX_EXCLUSIVE) &&
 298                            mtx->mtx_owner == curthread) {
 299                         KKASSERT((lock & MTX_MASK) != MTX_MASK);
 300                         nlock = lock + 1;
 301                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock))
 302                                 break;
 303                 } else {
 304                         /* MWAIT here */
 305                         if (bb < 1000)
 306                                 ++bb;
 307                         cpu_pause();
 308                         for (bo = 0; bo < bb; ++bo)
 309                                 ;
 310                         ++mtx_contention_count;
 311                 }
 312                 cpu_pause();
 313                 ++mtx_collision_count;
 314         }
 315 }
 316
 317 /*
 318  * Attempt to acquire a spinlock, if we fail we must undo the
 319  * gd->gd_spinlocks_wr/gd->gd_curthead->td_critcount predisposition.
 320  *
 321  * Returns 0 on success, EAGAIN on failure.
 322  */
 323 int
 324 _mtx_spinlock_try(mtx_t mtx)
 325 {
 326         globaldata_t gd = mycpu;
 327         u_int   lock;
 328         u_int   nlock;
 329         int     res = 0;
 330
 331         for (;;) {
 332                 lock = mtx->mtx_lock;
 333                 if (lock == 0) {
 334                         nlock = MTX_EXCLUSIVE | 1;
 335                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, 0, nlock)) {
 336                                 mtx->mtx_owner = gd->gd_curthread;
 337                                 break;
 338                         }
 339                 } else if ((lock & MTX_EXCLUSIVE) &&
 340                            mtx->mtx_owner == gd->gd_curthread) {
 341                         KKASSERT((lock & MTX_MASK) != MTX_MASK);
 342                         nlock = lock + 1;
 343                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock))
 344                                 break;
 345                 } else {
 346                         --gd->gd_spinlocks_wr;
 347                         cpu_ccfence();
 348                         --gd->gd_curthread->td_critcount;
 349                         res = EAGAIN;
 350                         break;
 351                 }
 352                 cpu_pause();
 353                 ++mtx_collision_count;
 354         }
 355         return res;
 356 }
 357
 358 #if 0
 359
 360 void
 361 _mtx_spinlock_sh(mtx_t mtx)
 362 {
 363         u_int   lock;
 364         u_int   nlock;
 365         int     bb = 1;
 366         int     bo;
 367
 368         for (;;) {
 369                 lock = mtx->mtx_lock;
 370                 if ((lock & MTX_EXCLUSIVE) == 0) {
 371                         KKASSERT((lock & MTX_MASK) != MTX_MASK);
 372                         nlock = lock + 1;
 373                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock))
 374                                 break;
 375                 } else {
 376                         /* MWAIT here */
 377                         if (bb < 1000)
 378                                 ++bb;
 379                         cpu_pause();
 380                         for (bo = 0; bo < bb; ++bo)
 381                                 ;
 382                         ++mtx_contention_count;
 383                 }
 384                 cpu_pause();
 385                 ++mtx_collision_count;
 386         }
 387 }
 388
 389 #endif
 390
 391 int
 392 _mtx_lock_ex_try(mtx_t mtx)
 393 {
 394         u_int   lock;
 395         u_int   nlock;
 396         int     error = 0;
 397
 398         for (;;) {
 399                 lock = mtx->mtx_lock;
 400                 if (lock == 0) {
 401                         nlock = MTX_EXCLUSIVE | 1;
 402                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, 0, nlock)) {
 403                                 mtx->mtx_owner = curthread;
 404                                 break;
 405                         }
 406                 } else if ((lock & MTX_EXCLUSIVE) &&
 407                            mtx->mtx_owner == curthread) {
 408                         KKASSERT((lock & MTX_MASK) != MTX_MASK);
 409                         nlock = lock + 1;
 410                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock))
 411                                 break;
 412                 } else {
 413                         error = EAGAIN;
 414                         break;
 415                 }
 416                 cpu_pause();
 417                 ++mtx_collision_count;
 418         }
 419         return (error);
 420 }
 421
 422 int
 423 _mtx_lock_sh_try(mtx_t mtx)
 424 {
 425         u_int   lock;
 426         u_int   nlock;
 427         int     error = 0;
 428
 429         for (;;) {
 430                 lock = mtx->mtx_lock;
 431                 if ((lock & MTX_EXCLUSIVE) == 0) {
 432                         KKASSERT((lock & MTX_MASK) != MTX_MASK);
 433                         nlock = lock + 1;
 434                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock))
 435                                 break;
 436                 } else {
 437                         error = EAGAIN;
 438                         break;
 439                 }
 440                 cpu_pause();
 441                 ++mtx_collision_count;
 442         }
 443         return (error);
 444 }
 445
 446 /*
 447  * If the lock is held exclusively it must be owned by the caller.  If the
 448  * lock is already a shared lock this operation is a NOP.  A panic will
 449  * occur if the lock is not held either shared or exclusive.
 450  *
 451  * The exclusive count is converted to a shared count.
 452  */
 453 void
 454 _mtx_downgrade(mtx_t mtx)
 455 {
 456         u_int   lock;
 457         u_int   nlock;
 458
 459         for (;;) {
 460                 lock = mtx->mtx_lock;
 461                 if ((lock & MTX_EXCLUSIVE) == 0) {
 462                         KKASSERT((lock & MTX_MASK) > 0);
 463                         break;
 464                 }
 465                 KKASSERT(mtx->mtx_owner == curthread);
 466                 nlock = lock & ~(MTX_EXCLUSIVE | MTX_SHWANTED);
 467                 if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock)) {
 468                         if (lock & MTX_SHWANTED) {
 469                                 wakeup(mtx);
 470                                 ++mtx_wakeup_count;
 471                         }
 472                         break;
 473                 }
 474                 cpu_pause();
 475                 ++mtx_collision_count;
 476         }
 477 }
 478
 479 /*
 480  * Upgrade a shared lock to an exclusive lock.  The upgrade will fail if
 481  * the shared lock has a count other then 1.  Optimize the most likely case
 482  * but note that a single cmpset can fail due to WANTED races.
 483  *
 484  * If the lock is held exclusively it must be owned by the caller and
 485  * this function will simply return without doing anything.   A panic will
 486  * occur if the lock is held exclusively by someone other then the caller.
 487  *
 488  * Returns 0 on success, EDEADLK on failure.
 489  */
 490 int
 491 _mtx_upgrade_try(mtx_t mtx)
 492 {
 493         u_int   lock;
 494         u_int   nlock;
 495         int     error = 0;
 496
 497         for (;;) {
 498                 lock = mtx->mtx_lock;
 499
 500                 if ((lock & ~MTX_EXWANTED) == 1) {
 501                         nlock = lock | MTX_EXCLUSIVE;
 502                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock)) {
 503                                 mtx->mtx_owner = curthread;
 504                                 break;
 505                         }
 506                 } else if (lock & MTX_EXCLUSIVE) {
 507                         KKASSERT(mtx->mtx_owner == curthread);
 508                         break;
 509                 } else {
 510                         error = EDEADLK;
 511                         break;
 512                 }
 513                 cpu_pause();
 514                 ++mtx_collision_count;
 515         }
 516         return (error);
 517 }
 518
 519 /*
 520  * Unlock a lock.  The caller must hold the lock either shared or exclusive.
 521  *
 522  * Any release which makes the lock available when others want an exclusive
 523  * lock causes us to chain the owner to the next exclusive lock instead of
 524  * releasing the lock.
 525  */
 526 void
 527 _mtx_unlock(mtx_t mtx)
 528 {
 529         u_int   lock;
 530         u_int   nlock;
 531
 532         for (;;) {
 533                 lock = mtx->mtx_lock;
 534                 nlock = lock & ~(MTX_SHWANTED | MTX_EXLINK);
 535
 536                 if (nlock == 1) {
 537                         /*
 538                          * Last release, shared lock, no exclusive waiters.
 539                          */
 540                         nlock = lock & MTX_EXLINK;
 541                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock))
 542                                 break;
 543                 } else if (nlock == (MTX_EXCLUSIVE | 1)) {
 544                         /*
 545                          * Last release, exclusive lock, no exclusive waiters.
 546                          * Wake up any shared waiters.
 547                          */
 548                         mtx->mtx_owner = NULL;
 549                         nlock = lock & MTX_EXLINK;
 550                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock)) {
 551                                 if (lock & MTX_SHWANTED) {
 552                                         wakeup(mtx);
 553                                         ++mtx_wakeup_count;
 554                                 }
 555                                 break;
 556                         }
 557                 } else if (nlock == (MTX_EXWANTED | 1)) {
 558                         /*
 559                          * Last release, shared lock, with exclusive
 560                          * waiters.
 561                          *
 562                          * Wait for EXLINK to clear, then acquire it.
 563                          * We could use the cmpset for this but polling
 564                          * is better on the cpu caches.
 565                          *
 566                          * Acquire an exclusive lock leaving the lockcount
 567                          * set to 1, and get EXLINK for access to mtx_link.
 568                          */
 569                         thread_t td;
 570
 571                         if (lock & MTX_EXLINK) {
 572                                 cpu_pause();
 573                                 ++mtx_collision_count;
 574                                 continue;
 575                         }
 576                         td = curthread;
 577                         /*lock &= ~MTX_EXLINK;*/
 578                         nlock |= MTX_EXLINK | MTX_EXCLUSIVE;
 579                         nlock |= (lock & MTX_SHWANTED);
 580                         ++td->td_critcount;
 581                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock)) {
 582                                 mtx_chain_link(mtx);
 583                                 --td->td_critcount;
 584                                 break;
 585                         }
 586                         --td->td_critcount;
 587                 } else if (nlock == (MTX_EXCLUSIVE | MTX_EXWANTED | 1)) {
 588                         /*
 589                          * Last release, exclusive lock, with exclusive
 590                          * waiters.
 591                          *
 592                          * leave the exclusive lock intact and the lockcount
 593                          * set to 1, and get EXLINK for access to mtx_link.
 594                          */
 595                         thread_t td;
 596
 597                         if (lock & MTX_EXLINK) {
 598                                 cpu_pause();
 599                                 ++mtx_collision_count;
 600                                 continue;
 601                         }
 602                         td = curthread;
 603                         /*lock &= ~MTX_EXLINK;*/
 604                         nlock |= MTX_EXLINK;
 605                         nlock |= (lock & MTX_SHWANTED);
 606                         ++td->td_critcount;
 607                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock)) {
 608                                 mtx_chain_link(mtx);
 609                                 --td->td_critcount;
 610                                 break;
 611                         }
 612                         --td->td_critcount;
 613                 } else {
 614                         /*
 615                          * Not the last release (shared or exclusive)
 616                          */
 617                         nlock = lock - 1;
 618                         KKASSERT((nlock & MTX_MASK) != MTX_MASK);
 619                         if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock))
 620                                 break;
 621                 }
 622                 cpu_pause();
 623                 ++mtx_collision_count;
 624         }
 625 }
 626
 627 /*
 628  * Chain mtx_chain_link.  Called with the lock held exclusively with a
 629  * single ref count, and also with MTX_EXLINK held.
 630  */
 631 static void
 632 mtx_chain_link(mtx_t mtx)
 633 {
 634         mtx_link_t link;
 635         u_int   lock;
 636         u_int   nlock;
 637         u_int   clock;  /* bits we own and want to clear */
 638
 639         /*
 640          * Chain the exclusive lock to the next link.  The caller cleared
 641          * SHWANTED so if there is no link we have to wake up any shared
 642          * waiters.
 643          */
 644         clock = MTX_EXLINK;
 645         if ((link = mtx->mtx_link) != NULL) {
 646                 KKASSERT(link->state == MTX_LINK_LINKED);
 647                 if (link->next == link) {
 648                         mtx->mtx_link = NULL;
 649                         clock |= MTX_EXWANTED;
 650                 } else {
 651                         mtx->mtx_link = link->next;
 652                         link->next->prev = link->prev;
 653                         link->prev->next = link->next;
 654                 }
 655                 link->state = MTX_LINK_ACQUIRED;
 656                 mtx->mtx_owner = link->owner;
 657         } else {
 658                 /*
 659                  * Chain was empty, release the exclusive lock's last count
 660                  * as well the bits shown.
 661                  */
 662                 clock |= MTX_EXCLUSIVE | MTX_EXWANTED | MTX_SHWANTED | 1;
 663         }
 664
 665         /*
 666          * We have to uset cmpset here to deal with MTX_SHWANTED.  If
 667          * we just clear the bits we can miss a wakeup or, worse,
 668          * leave mtx_lock unlocked with MTX_SHWANTED still set.
 669          */
 670         for (;;) {
 671                 lock = mtx->mtx_lock;
 672                 nlock = lock & ~clock;
 673
 674                 if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock)) {
 675                         if (link) {
 676                                 /*
 677                                  * Wakeup new exclusive holder.  Leave
 678                                  * SHWANTED intact.
 679                                  */
 680                                 wakeup(link);
 681                         } else if (lock & MTX_SHWANTED) {
 682                                 /*
 683                                  * Signal any shared waiters (and we also
 684                                  * clear SHWANTED).
 685                                  */
 686                                 mtx->mtx_owner = NULL;
 687                                 wakeup(mtx);
 688                                 ++mtx_wakeup_count;
 689                         }
 690                         break;
 691                 }
 692                 cpu_pause();
 693                 ++mtx_collision_count;
 694         }
 695 }
 696
 697 /*
 698  * Delete a link structure after tsleep has failed.  This code is not
 699  * in the critical path as most exclusive waits are chained.
 700  */
 701 static
 702 void
 703 mtx_delete_link(mtx_t mtx, mtx_link_t link)
 704 {
 705         thread_t td = curthread;
 706         u_int   lock;
 707         u_int   nlock;
 708
 709         /*
 710          * Acquire MTX_EXLINK.
 711          *
 712          * Do not use cmpxchg to wait for EXLINK to clear as this might
 713          * result in too much cpu cache traffic.
 714          */
 715         ++td->td_critcount;
 716         for (;;) {
 717                 lock = mtx->mtx_lock;
 718                 if (lock & MTX_EXLINK) {
 719                         cpu_pause();
 720                         ++mtx_collision_count;
 721                         continue;
 722                 }
 723                 /* lock &= ~MTX_EXLINK; */
 724                 nlock = lock | MTX_EXLINK;
 725                 if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock))
 726                         break;
 727                 cpu_pause();
 728                 ++mtx_collision_count;
 729         }
 730
 731         /*
 732          * Delete the link and release EXLINK.
 733          */
 734         if (link->state == MTX_LINK_LINKED) {
 735                 if (link->next == link) {
 736                         mtx->mtx_link = NULL;
 737                 } else {
 738                         mtx->mtx_link = link->next;
 739                         link->next->prev = link->prev;
 740                         link->prev->next = link->next;
 741                 }
 742                 link->state = MTX_LINK_IDLE;
 743         }
 744         atomic_clear_int(&mtx->mtx_lock, MTX_EXLINK);
 745         --td->td_critcount;
 746 }
 747
 748 /*
 749  * Abort a mutex locking operation, causing mtx_lock_ex_link() to
 750  * return ENOLCK.  This may be called at any time after the
 751  * mtx_link is initialized, including both before and after the call
 752  * to mtx_lock_ex_link().
 753  */
 754 void
 755 mtx_abort_ex_link(mtx_t mtx, mtx_link_t link)
 756 {
 757         thread_t td = curthread;
 758         u_int   lock;
 759         u_int   nlock;
 760
 761         /*
 762          * Acquire MTX_EXLINK
 763          */
 764         ++td->td_critcount;
 765         for (;;) {
 766                 lock = mtx->mtx_lock;
 767                 if (lock & MTX_EXLINK) {
 768                         cpu_pause();
 769                         ++mtx_collision_count;
 770                         continue;
 771                 }
 772                 /* lock &= ~MTX_EXLINK; */
 773                 nlock = lock | MTX_EXLINK;
 774                 if (atomic_cmpset_int(&mtx->mtx_lock, lock, nlock))
 775                         break;
 776                 cpu_pause();
 777                 ++mtx_collision_count;
 778         }
 779
 780         /*
 781          * Do the abort
 782          */
 783         switch(link->state) {
 784         case MTX_LINK_IDLE:
 785                 /*
 786                  * Link not started yet
 787                  */
 788                 link->state = MTX_LINK_ABORTED;
 789                 break;
 790         case MTX_LINK_LINKED:
 791                 /*
 792                  * de-link, mark aborted, and wakeup the thread.
 793                  */
 794                 if (link->next == link) {
 795                         mtx->mtx_link = NULL;
 796                 } else {
 797                         mtx->mtx_link = link->next;
 798                         link->next->prev = link->prev;
 799                         link->prev->next = link->next;
 800                 }
 801                 link->state = MTX_LINK_ABORTED;
 802                 wakeup(link);
 803                 break;
 804         case MTX_LINK_ACQUIRED:
 805                 /*
 806                  * Too late, the lock was acquired.  Let it complete.
 807                  */
 808                 break;
 809         default:
 810                 /*
 811                  * link already aborted, do nothing.
 812                  */
 813                 break;
 814         }
 815         atomic_clear_int(&mtx->mtx_lock, MTX_EXLINK);
 816         --td->td_critcount;
 817 }