sys/sys/lock.h

   1 /*
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  10  *
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  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  */
  39
  40 #ifndef _SYS_LOCK_H_
  41 #define _SYS_LOCK_H_
  42
  43 /*
  44  * A number of third party programs #include <sys/lock.h> for no good
  45  * reason.  Don't actually include anything unless we are the kernel.
  46  */
  47 #if defined(_KERNEL) || defined(_KERNEL_STRUCTURES)
  48
  49 #include <machine/lock.h>
  50 #ifndef _SYS_THREAD_H_
  51 #include <sys/thread.h>         /* lwkt_token */
  52 #endif
  53 #ifndef _SYS_SPINLOCK_H_
  54 #include <sys/spinlock.h>
  55 #endif
  56
  57 /*
  58  * The general lock structure.  Provides for multiple shared locks,
  59  * upgrading from shared to exclusive, and sleeping until the lock
  60  * can be gained.
  61  */
  62 struct thread;
  63
  64 struct lock {
  65         u_int   lk_flags;               /* see below */
  66         int     lk_count;               /* -shared, +exclusive */
  67         int     lk_timo;                /* maximum sleep time (for tsleep) */
  68         const char *lk_wmesg;           /* resource sleeping (for tsleep) */
  69         struct thread *lk_lockholder;   /* thread of excl lock holder */
  70 #ifdef  DEBUG_LOCKS
  71         const char *lk_filename;
  72         const char *lk_lockername;
  73         int     lk_lineno;
  74 #endif
  75 };
  76
  77 /*
  78  * Lock request types:
  79  *
  80  *   LK_SHARED
  81  *      Get one of many possible shared locks. If a process holding an
  82  *      exclusive lock requests a shared lock, the exclusive lock(s) will
  83  *      be downgraded to shared locks.
  84  *
  85  *   LK_EXCLUSIVE
  86  *      Stop further shared locks, when they are cleared, grant a pending
  87  *      upgrade if it exists, then grant an exclusive lock. Only one exclusive
  88  *      lock may exist at a time, except that a process holding an exclusive
  89  *      lock may get additional exclusive locks if it explicitly sets the
  90  *      LK_CANRECURSE flag in the lock request, or if the LK_CANRECUSE flag
  91  *      was set when the lock was initialized.
  92  *
  93  *   LK_UPGRADE
  94  *      The process must hold a shared lock that it wants to have upgraded
  95  *      to an exclusive lock. Other processes may get exclusive access to
  96  *      the resource between the time that the upgrade is requested and the
  97  *      time that it is granted.
  98  *
  99  *   LK_EXCLUPGRADE
 100  *      the process must hold a shared lock that it wants to have upgraded
 101  *      to an exclusive lock. If the request succeeds, no other processes
 102  *      will have gotten exclusive access to the resource between the time
 103  *      that the upgrade is requested and the time that it is granted.
 104  *      However, if another process has already requested an upgrade, the
 105  *      request will fail (see error returns below).
 106  *
 107  *   LK_DOWNGRADE
 108  *      The process must hold an exclusive lock that it wants to have
 109  *      downgraded to a shared lock. If the process holds multiple (recursive)
 110  *      exclusive locks, they will all be downgraded to shared locks.
 111  *
 112  *   LK_RELEASE
 113  *      Release one instance of a lock.
 114  *
 115  *   LK_CANCEL_BEG
 116  *      The current exclusive lock holder can cancel any blocked lock requests,
 117  *      or any new requests, whos callers specified LK_CANCELABLE.  They will
 118  *      receive a ENOLCK error code.  Cancel beg/end does not stack.
 119  *
 120  *      The cancel command stays in effect until the exclusive lock holder
 121  *      releases the last count on the lock or issues a LK_CANCEL_END command.
 122  *
 123  *   LK_CANCEL_END
 124  *      The current exclusive lock holder can stop canceling new requests
 125  *      whos callers specify LK_CANCELABLE.  The exclusive lock is maintained.
 126  *
 127  *      Note that the last release of the exclusive lock will also
 128  *      automatically end cancel mode.
 129  *
 130  *
 131  * ---
 132  *
 133  *   LK_EXCLOTHER - return for lockstatus().  Used when another process
 134  *      holds the lock exclusively.
 135  *
 136  * These are flags that are passed to the lockmgr routine.
 137  */
 138 #define LK_TYPE_MASK    0x0000000f      /* type of lock sought */
 139 #define LK_SHARED       0x00000001      /* shared lock */
 140 #define LK_EXCLUSIVE    0x00000002      /* exclusive lock */
 141 #define LK_UPGRADE      0x00000003      /* shared-to-exclusive upgrade */
 142 #define LK_EXCLUPGRADE  0x00000004      /* first shared-to-exclusive upgrade */
 143 #define LK_DOWNGRADE    0x00000005      /* exclusive-to-shared downgrade */
 144 #define LK_RELEASE      0x00000006      /* release any type of lock */
 145 #define LK_WAITUPGRADE  0x00000007
 146 #define LK_EXCLOTHER    0x00000008      /* other process holds lock */
 147 #define LK_CANCEL_BEG   0x00000009      /* cancel other requests */
 148 #define LK_CANCEL_END   0x0000000a      /* stop canceling other requests */
 149
 150 /*
 151  * lk_count bit fields.
 152  *
 153  * Positive count is exclusive, negative count is shared.  The count field
 154  * must be large enough to accomodate all possible threads.
 155  */
 156 #define LKC_EXREQ       0x80000000      /* waiting for exclusive lock */
 157 #define LKC_SHREQ       0x40000000      /* waiting for shared lock */
 158 #define LKC_UPREQ       0x20000000      /* waiting for upgrade */
 159 #define LKC_EXCL        0x10000000      /* exclusive (else shr or unlcoked) */
 160 #define LKC_UPGRANT     0x08000000      /* upgrade granted */
 161 #define LKC_CANCEL      0x04000000      /* cancel in effect */
 162 #define LKC_MASK        0x03FFFFFF
 163
 164 /*
 165  * External lock flags.
 166  *
 167  * The first three flags may be set in lock_init to set their mode permanently,
 168  * or passed in as arguments to the lock manager.
 169  */
 170 #define LK_EXTFLG_MASK  0x07000070      /* mask of external flags */
 171 #define LK_NOWAIT       0x00000010      /* do not sleep to await lock */
 172 #define LK_SLEEPFAIL    0x00000020      /* sleep, then return failure */
 173 #define LK_CANRECURSE   0x00000040      /* allow recursive exclusive lock */
 174 #define LK_CANCELABLE   0x01000000      /* blocked caller can be canceled */
 175 #define LK_TIMELOCK     0x02000000
 176 #define LK_PCATCH       0x04000000      /* timelocked with signal catching */
 177
 178 /*
 179  * Control flags
 180  *
 181  * Non-persistent external flags.
 182  */
 183 #define LK_FAILRECLAIM  0x00010000 /* vn_lock: allowed to fail on reclaim */
 184 #define LK_RETRY        0x00020000 /* vn_lock: retry until locked */
 185 #define LK_UNUSED40000  0x00040000
 186 #define LK_UNUSED80000  0x00080000
 187
 188 /*
 189  * Lock return status.
 190  *
 191  * Successfully obtained locks return 0. Locks will always succeed
 192  * unless one of the following is true:
 193  *      LK_FORCEUPGRADE is requested and some other process has already
 194  *          requested a lock upgrade (returns EBUSY).
 195  *      LK_WAIT is set and a sleep would be required (returns EBUSY).
 196  *      LK_SLEEPFAIL is set and a sleep was done (returns ENOLCK).
 197  *      PCATCH is set in lock priority and a signal arrives (returns
 198  *          either EINTR or ERESTART if system calls is to be restarted).
 199  *      Non-null lock timeout and timeout expires (returns EWOULDBLOCK).
 200  * A failed lock attempt always returns a non-zero error value. No lock
 201  * is held after an error return (in particular, a failed LK_UPGRADE
 202  * or LK_FORCEUPGRADE will have released its shared access lock).
 203  */
 204
 205 /*
 206  * Indicator that no process holds exclusive lock
 207  */
 208 #define LK_KERNTHREAD ((struct thread *)-2)
 209 #define LK_NOTHREAD ((struct thread *)-1)
 210
 211 #ifdef _KERNEL
 212
 213 void dumplockinfo(struct lock *lkp);
 214 struct proc;
 215
 216 struct lock_args {
 217         struct lock     *la_lock;
 218         const char      *la_desc;
 219         int             la_flags;
 220 };
 221
 222 void    lockinit (struct lock *, const char *wmesg, int timo, int flags);
 223 void    lockreinit (struct lock *, const char *wmesg, int timo, int flags);
 224 void    lockuninit(struct lock *);
 225 void    lock_sysinit(struct lock_args *);
 226 #ifdef DEBUG_LOCKS
 227 int     debuglockmgr (struct lock *, u_int flags,
 228                         const char *,
 229                         const char *,
 230                         int);
 231 #define lockmgr(lockp, flags) \
 232         debuglockmgr((lockp), (flags), "lockmgr", __FILE__, __LINE__)
 233 #else
 234 int     lockmgr (struct lock *, u_int flags);
 235 #endif
 236 void    lockmgr_setexclusive_interlocked(struct lock *);
 237 void    lockmgr_clrexclusive_interlocked(struct lock *);
 238 void    lockmgr_kernproc (struct lock *);
 239 void    lockmgr_printinfo (struct lock *);
 240 int     lockstatus (struct lock *, struct thread *);
 241 int     lockowned (struct lock *);
 242 int     lockcount (struct lock *);
 243 int     lockcountnb (struct lock *);
 244
 245 #define LOCK_SYSINIT(name, lock, desc, flags)                           \
 246         static struct lock_args name##_args = {                         \
 247                 (lock),                                                 \
 248                 (desc),                                                 \
 249                 (flags)                                                 \
 250         };                                                              \
 251         SYSINIT(name##_lock_sysinit, SI_SUB_DRIVERS, SI_ORDER_MIDDLE,   \
 252             lock_sysinit, &name##_args);                                        \
 253         SYSUNINIT(name##_lock_sysuninit, SI_SUB_DRIVERS, SI_ORDER_MIDDLE,       \
 254             lockuninit, (lock))
 255
 256 #endif /* _KERNEL */
 257 #endif /* _KERNEL || _KERNEL_STRUCTURES */
 258 #endif /* _SYS_LOCK_H_ */