Sync usage with man page.
[netbsd-mini2440.git] / share / man / man9 / mutex.9
blob5bc51ca83fda24c8f91c3986d70495aa4695de69
1 .\"     $NetBSD: mutex.9,v 1.19 2009/05/18 14:02:51 wiz Exp $
2 .\"
3 .\" Copyright (c) 2007, 2009 The NetBSD Foundation, Inc.
4 .\" All rights reserved.
5 .\"
6 .\" This code is derived from software contributed to The NetBSD Foundation
7 .\" by Andrew Doran.
8 .\"
9 .\" Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10 .\" modification, are permitted provided that the following conditions
11 .\" are met:
12 .\" 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14 .\" 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
16 .\"    documentation and/or other materials provided with the distribution.
17 .\"
18 .\" THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
19 .\" ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
20 .\" TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
21 .\" PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
22 .\" BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
23 .\" CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
24 .\" SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
25 .\" INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
26 .\" CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
27 .\" ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
28 .\" POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
29 .\"
30 .Dd November 22, 2009
31 .Dt MUTEX 9
32 .Os
33 .Sh NAME
34 .Nm mutex ,
35 .Nm mutex_init ,
36 .Nm mutex_destroy ,
37 .Nm mutex_enter ,
38 .Nm mutex_exit ,
39 .Nm mutex_owned ,
40 .Nm mutex_spin_enter ,
41 .Nm mutex_spin_exit ,
42 .Nm mutex_tryenter
43 .Nd mutual exclusion primitives
44 .Sh SYNOPSIS
45 .In sys/mutex.h
46 .Ft void
47 .Fn mutex_init "kmutex_t *mtx" "kmutex_type_t type" "int ipl"
48 .Ft void
49 .Fn mutex_destroy "kmutex_t *mtx"
50 .Ft void
51 .Fn mutex_enter "kmutex_t *mtx"
52 .Ft void
53 .Fn mutex_exit "kmutex_t *mtx"
54 .Ft int
55 .Fn mutex_owned "kmutex_t *mtx"
56 .Ft void
57 .Fn mutex_spin_enter "kmutex_t *mtx"
58 .Ft void
59 .Fn mutex_spin_exit "kmutex_t *mtx"
60 .Ft int
61 .Fn mutex_tryenter "kmutex_t *mtx"
62 .Pp
63 .Cd "options DIAGNOSTIC"
64 .Cd "options LOCKDEBUG"
65 .Sh DESCRIPTION
66 Mutexes are used in the kernel to implement mutual exclusion among LWPs
67 (lightweight processes) and interrupt handlers.
68 .Pp
69 The
70 .Vt kmutex_t
71 type provides storage for the mutex object.
72 This should be treated as an opaque object and not examined directly by
73 consumers.
74 .Pp
75 Mutexes replace the
76 .Xr spl 9
77 system traditionally used to provide synchronization between interrupt
78 handlers and LWPs.
79 .Sh OPTIONS
80 .Bl -tag -width abcd
81 .It Cd "options DIAGNOSTIC"
82 .Pp
83 Kernels compiled with the
84 .Dv DIAGNOSTIC
85 option perform basic sanity checks on mutex operations.
86 .It Cd "options LOCKDEBUG"
87 .Pp
88 Kernels compiled with the
89 .Dv LOCKDEBUG
90 option perform potentially CPU intensive sanity checks
91 on mutex operations.
92 .El
93 .Sh FUNCTIONS
94 .Bl -tag -width abcd
95 .It Fn mutex_init "mtx" "type" "ipl"
96 .Pp
97 Dynamically initialize a mutex for use.
98 .Pp
99 No other operations can be performed on a mutex until it has been initialized.
100 Once initialized, all types of mutex are manipulated using the same interface.
101 Note that
102 .Fn mutex_init
103 may block in order to allocate memory.
106 .Fa type
107 argument must be given as
108 .Dv MUTEX_DEFAULT .
109 Other constants are defined but are for low-level system use and are not
110 an endorsed, stable part of the interface.
112 The type of mutex returned depends on the
113 .Fa ipl
114 argument:
115 .Bl -tag -width abcd
116 .It IPL_NONE, or one of the IPL_SOFT* constants
118 An adaptive mutex will be returned.
119 Adaptive mutexes provide mutual exclusion between LWPs,
120 and between LWPs and soft interrupt handlers.
122 Adaptive mutexes cannot be acquired from a hardware interrupt handler.
123 An LWP may either sleep or busy-wait when attempting to acquire
124 an adaptive mutex that is already held.
125 .It IPL_VM, IPL_SCHED, IPL_HIGH
127 A spin mutex will be returned.
128 Spin mutexes provide mutual exclusion between LWPs, and between LWPs
129 and interrupt handlers.
132 .Fa ipl
133 argument is used to pass a system interrupt priority level (IPL)
134 that will block all interrupt handlers that may try to acquire the mutex.
136 LWPs that own spin mutexes may not sleep, and therefore must not
137 try to acquire adaptive mutexes or other sleep locks.
139 A processor will always busy-wait when attempting to acquire
140 a spin mutex that is already held.
144 .Xr spl 9
145 for further information on interrupt priority levels (IPLs).
147 .It Fn mutex_destroy "mtx"
149 Release resources used by a mutex.
150 The mutex may not be used after it has been destroyed.
151 .Fn mutex_destroy
152 may block in order to free memory.
153 .It Fn mutex_enter "mtx"
155 Acquire a mutex.
156 If the mutex is already held, the caller will block and not return until the
157 mutex is acquired.
159 Mutexes and other types of locks must always be acquired in a
160 consistent order with respect to each other.
161 Otherwise, the potential for system deadlock exists.
163 Adaptive mutexes and other types of lock that can sleep may
164 not be acquired while a spin mutex is held by the caller.
165 .It Fn mutex_exit "mtx"
167 Release a mutex.
168 The mutex must have been previously acquired by the caller.
169 Mutexes may be released out of order as needed.
170 .It Fn mutex_owned "mtx"
172 For adaptive mutexes, return non-zero if the current LWP holds the mutex.
173 For spin mutexes, return non-zero if the mutex is held, potentially by the
174 current processor.
175 Otherwise, return zero.
177 .Fn mutex_owned
178 is provided for making diagnostic checks to verify that a lock is held.
179 For example:
180 .Bd -literal
181         KASSERT(mutex_owned(\*[Am]driver_lock));
184 It should not be used to make locking decisions at run time, or to
185 verify that a lock is not held.
186 .It Fn mutex_spin_enter "mtx"
188 Equivalent to
189 .Fn mutex_enter ,
190 but may only be used when it is known that
191 .Ar mtx
192 is a spin mutex.
193 On some architectures, this can substantially reduce the cost of acquring
194 a spin mutex.
195 .It Fn mutex_spin_exit "mtx"
197 Equivalent to
198 .Fn mutex_exit ,
199 but may only be used when it is known that
200 .Ar mtx
201 is a spin mutex.
202 On some architectures, this can substantially reduce the cost of releasing
203 a spin mutex.
204 .It Fn mutex_tryenter "mtx"
206 Try to acquire a mutex, but do not block if the mutex is already held.
207 Returns non-zero if the mutex was acquired, or zero if the mutex was
208 already held.
210 .Fn mutex_tryenter
211 can be used as an optimization when acquiring locks in the wrong order.
212 For example, in a setting where the convention is that
213 .Dv first_lock
214 must be acquired before
215 .Dv second_lock ,
216 the following can be used to optimistically lock in reverse order:
217 .Bd -literal
218         /* We hold second_lock, but not first_lock. */
219         KASSERT(mutex_owned(\*[Am]second_lock));
221         if (!mutex_tryenter(\*[Am]first_lock)) {
222                 /* Failed to get it - lock in the correct order. */
223                 mutex_exit(\*[Am]second_lock);
224                 mutex_enter(\*[Am]first_lock);
225                 mutex_enter(\*[Am]second_lock);
227                 /*
228                  * We may need to recheck any conditions the code
229                  * path depends on, as we released second_lock
230                  * briefly.
231                  */
232         }
235 .Sh CODE REFERENCES
236 This section describes places within the
238 source tree where code implementing mutexes can be found.
239 All pathnames are relative to
240 .Pa /usr/src .
242 The core of the mutex implementation is in
243 .Pa sys/kern/kern_mutex.c .
245 The header file
246 .Pa sys/sys/mutex.h
247 describes the public interface, and interfaces that machine-dependent
248 code must provide to support mutexes.
249 .Sh SEE ALSO
250 .Xr atomic_ops 3 ,
251 .Xr membar_ops 3 ,
252 .Xr lockstat 8 ,
253 .Xr condvar 9 ,
254 .Xr rwlock 9 ,
255 .Xr spl 9
258 .%A Jim Mauro
259 .%A Richard McDougall
260 .%T Solaris Internals: Core Kernel Architecture ,
261 .%I Prentice Hall
262 .%D 2001
263 .%O ISBN 0-13-022496-0
265 .Sh HISTORY
266 The mutex primitives first appeared in
267 .Nx 5.0 .