xref: /netbsd-src/external/bsd/ntp/dist/libntp/lib/isc/pthreads/mutex.c (revision eabc0478de71e4e011a5b4e0392741e01d491794)
1*eabc0478Schristos /*	$NetBSD: mutex.c,v 1.2 2024/08/18 20:47:15 christos Exp $	*/
2897be3a4Schristos 
3897be3a4Schristos /*
4897be3a4Schristos  * Copyright (C) 2004, 2005, 2007, 2008, 2011, 2012  Internet Systems Consortium, Inc. ("ISC")
5897be3a4Schristos  * Copyright (C) 2000-2002  Internet Software Consortium.
6897be3a4Schristos  *
7897be3a4Schristos  * Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for any
8897be3a4Schristos  * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
9897be3a4Schristos  * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
10897be3a4Schristos  *
11897be3a4Schristos  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND ISC DISCLAIMS ALL WARRANTIES WITH
12897be3a4Schristos  * REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY
13897be3a4Schristos  * AND FITNESS.  IN NO EVENT SHALL ISC BE LIABLE FOR ANY SPECIAL, DIRECT,
14897be3a4Schristos  * INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM
15897be3a4Schristos  * LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE
16897be3a4Schristos  * OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE USE OR
17897be3a4Schristos  * PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
18897be3a4Schristos  */
19897be3a4Schristos 
20897be3a4Schristos /* Id: mutex.c,v 1.18 2011/01/04 23:47:14 tbox Exp  */
21897be3a4Schristos 
22897be3a4Schristos /*! \file */
23897be3a4Schristos 
24897be3a4Schristos #include <config.h>
25897be3a4Schristos 
26897be3a4Schristos #include <stdio.h>
27897be3a4Schristos #include <time.h>
28897be3a4Schristos #include <sys/time.h>
29897be3a4Schristos #include <errno.h>
30897be3a4Schristos 
31897be3a4Schristos #include <isc/mutex.h>
32897be3a4Schristos #include <isc/util.h>
33897be3a4Schristos #include <isc/strerror.h>
34897be3a4Schristos 
35897be3a4Schristos #if HAVE_PTHREADS < 5		/* HP-UX 10.20 has 4, needs this */
36897be3a4Schristos # define pthread_mutex_init(m, a)					\
37897be3a4Schristos 	 pthread_mutex_init(m, (a)					\
38897be3a4Schristos 				? *(const pthread_mutexattr_t *)(a)	\
39897be3a4Schristos 				: pthread_mutexattr_default)
40897be3a4Schristos # define PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE	MUTEX_RECURSIVE_NP
41897be3a4Schristos # define pthread_mutexattr_settype	pthread_mutexattr_setkind_np
42897be3a4Schristos #endif
43897be3a4Schristos 
44897be3a4Schristos #if ISC_MUTEX_PROFILE
45897be3a4Schristos 
46897be3a4Schristos /*@{*/
47897be3a4Schristos /*% Operations on timevals; adapted from FreeBSD's sys/time.h */
48897be3a4Schristos #define timevalclear(tvp)      ((tvp)->tv_sec = (tvp)->tv_usec = 0)
49897be3a4Schristos #define timevaladd(vvp, uvp)                                            \
50897be3a4Schristos 	do {                                                            \
51897be3a4Schristos 		(vvp)->tv_sec += (uvp)->tv_sec;                         \
52897be3a4Schristos 		(vvp)->tv_usec += (uvp)->tv_usec;                       \
53897be3a4Schristos 		if ((vvp)->tv_usec >= 1000000) {                        \
54897be3a4Schristos 			(vvp)->tv_sec++;                                \
55897be3a4Schristos 			(vvp)->tv_usec -= 1000000;                      \
56897be3a4Schristos 		}                                                       \
57897be3a4Schristos 	} while (0)
58897be3a4Schristos #define timevalsub(vvp, uvp)                                            \
59897be3a4Schristos 	do {                                                            \
60897be3a4Schristos 		(vvp)->tv_sec -= (uvp)->tv_sec;                         \
61897be3a4Schristos 		(vvp)->tv_usec -= (uvp)->tv_usec;                       \
62897be3a4Schristos 		if ((vvp)->tv_usec < 0) {                               \
63897be3a4Schristos 			(vvp)->tv_sec--;                                \
64897be3a4Schristos 			(vvp)->tv_usec += 1000000;                      \
65897be3a4Schristos 		}                                                       \
66897be3a4Schristos 	} while (0)
67897be3a4Schristos 
68897be3a4Schristos /*@}*/
69897be3a4Schristos 
70897be3a4Schristos #define ISC_MUTEX_MAX_LOCKERS 32
71897be3a4Schristos 
72897be3a4Schristos typedef struct {
73897be3a4Schristos 	const char *		file;
74897be3a4Schristos 	int			line;
75897be3a4Schristos 	unsigned		count;
76897be3a4Schristos 	struct timeval		locked_total;
77897be3a4Schristos 	struct timeval		wait_total;
78897be3a4Schristos } isc_mutexlocker_t;
79897be3a4Schristos 
80897be3a4Schristos struct isc_mutexstats {
81897be3a4Schristos 	const char *		file;	/*%< File mutex was created in. */
82897be3a4Schristos 	int 			line;	/*%< Line mutex was created on. */
83897be3a4Schristos 	unsigned		count;
84897be3a4Schristos 	struct timeval		lock_t;
85897be3a4Schristos 	struct timeval		locked_total;
86897be3a4Schristos 	struct timeval		wait_total;
87897be3a4Schristos 	isc_mutexlocker_t *	cur_locker;
88897be3a4Schristos 	isc_mutexlocker_t	lockers[ISC_MUTEX_MAX_LOCKERS];
89897be3a4Schristos };
90897be3a4Schristos 
91897be3a4Schristos #ifndef ISC_MUTEX_PROFTABLESIZE
92897be3a4Schristos #define ISC_MUTEX_PROFTABLESIZE (1024 * 1024)
93897be3a4Schristos #endif
94897be3a4Schristos static isc_mutexstats_t stats[ISC_MUTEX_PROFTABLESIZE];
95897be3a4Schristos static int stats_next = 0;
96897be3a4Schristos static isc_boolean_t stats_init = ISC_FALSE;
97897be3a4Schristos static pthread_mutex_t statslock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
98897be3a4Schristos 
99897be3a4Schristos 
100897be3a4Schristos isc_result_t
101897be3a4Schristos isc_mutex_init_profile(isc_mutex_t *mp, const char *file, int line) {
102897be3a4Schristos 	int i, err;
103897be3a4Schristos 
104897be3a4Schristos 	err = pthread_mutex_init(&mp->mutex, NULL);
105897be3a4Schristos 	if (err == ENOMEM)
106897be3a4Schristos 		return (ISC_R_NOMEMORY);
107897be3a4Schristos 	if (err != 0)
108897be3a4Schristos 		return (ISC_R_UNEXPECTED);
109897be3a4Schristos 
110897be3a4Schristos 	RUNTIME_CHECK(pthread_mutex_lock(&statslock) == 0);
111897be3a4Schristos 
112897be3a4Schristos 	if (stats_init == ISC_FALSE)
113897be3a4Schristos 		stats_init = ISC_TRUE;
114897be3a4Schristos 
115897be3a4Schristos 	/*
116897be3a4Schristos 	 * If all statistics entries have been used, give up and trigger an
117897be3a4Schristos 	 * assertion failure.  There would be no other way to deal with this
118897be3a4Schristos 	 * because we'd like to keep record of all locks for the purpose of
119897be3a4Schristos 	 * debugging and the number of necessary locks is unpredictable.
120897be3a4Schristos 	 * If this failure is triggered while debugging, named should be
121897be3a4Schristos 	 * rebuilt with an increased ISC_MUTEX_PROFTABLESIZE.
122897be3a4Schristos 	 */
123897be3a4Schristos 	RUNTIME_CHECK(stats_next < ISC_MUTEX_PROFTABLESIZE);
124897be3a4Schristos 	mp->stats = &stats[stats_next++];
125897be3a4Schristos 
126897be3a4Schristos 	RUNTIME_CHECK(pthread_mutex_unlock(&statslock) == 0);
127897be3a4Schristos 
128897be3a4Schristos 	mp->stats->file = file;
129897be3a4Schristos 	mp->stats->line = line;
130897be3a4Schristos 	mp->stats->count = 0;
131897be3a4Schristos 	timevalclear(&mp->stats->locked_total);
132897be3a4Schristos 	timevalclear(&mp->stats->wait_total);
133897be3a4Schristos 	for (i = 0; i < ISC_MUTEX_MAX_LOCKERS; i++) {
134897be3a4Schristos 		mp->stats->lockers[i].file = NULL;
135897be3a4Schristos 		mp->stats->lockers[i].line = 0;
136897be3a4Schristos 		mp->stats->lockers[i].count = 0;
137897be3a4Schristos 		timevalclear(&mp->stats->lockers[i].locked_total);
138897be3a4Schristos 		timevalclear(&mp->stats->lockers[i].wait_total);
139897be3a4Schristos 	}
140897be3a4Schristos 
141897be3a4Schristos 	return (ISC_R_SUCCESS);
142897be3a4Schristos }
143897be3a4Schristos 
144897be3a4Schristos isc_result_t
145897be3a4Schristos isc_mutex_lock_profile(isc_mutex_t *mp, const char *file, int line) {
146897be3a4Schristos 	struct timeval prelock_t;
147897be3a4Schristos 	struct timeval postlock_t;
148897be3a4Schristos 	isc_mutexlocker_t *locker = NULL;
149897be3a4Schristos 	int i;
150897be3a4Schristos 
151897be3a4Schristos 	gettimeofday(&prelock_t, NULL);
152897be3a4Schristos 
153897be3a4Schristos 	if (pthread_mutex_lock(&mp->mutex) != 0)
154897be3a4Schristos 		return (ISC_R_UNEXPECTED);
155897be3a4Schristos 
156897be3a4Schristos 	gettimeofday(&postlock_t, NULL);
157897be3a4Schristos 	mp->stats->lock_t = postlock_t;
158897be3a4Schristos 
159897be3a4Schristos 	timevalsub(&postlock_t, &prelock_t);
160897be3a4Schristos 
161897be3a4Schristos 	mp->stats->count++;
162897be3a4Schristos 	timevaladd(&mp->stats->wait_total, &postlock_t);
163897be3a4Schristos 
164897be3a4Schristos 	for (i = 0; i < ISC_MUTEX_MAX_LOCKERS; i++) {
165897be3a4Schristos 		if (mp->stats->lockers[i].file == NULL) {
166897be3a4Schristos 			locker = &mp->stats->lockers[i];
167897be3a4Schristos 			locker->file = file;
168897be3a4Schristos 			locker->line = line;
169897be3a4Schristos 			break;
170897be3a4Schristos 		} else if (mp->stats->lockers[i].file == file &&
171897be3a4Schristos 			   mp->stats->lockers[i].line == line) {
172897be3a4Schristos 			locker = &mp->stats->lockers[i];
173897be3a4Schristos 			break;
174897be3a4Schristos 		}
175897be3a4Schristos 	}
176897be3a4Schristos 
177897be3a4Schristos 	if (locker != NULL) {
178897be3a4Schristos 		locker->count++;
179897be3a4Schristos 		timevaladd(&locker->wait_total, &postlock_t);
180897be3a4Schristos 	}
181897be3a4Schristos 
182897be3a4Schristos 	mp->stats->cur_locker = locker;
183897be3a4Schristos 
184897be3a4Schristos 	return (ISC_R_SUCCESS);
185897be3a4Schristos }
186897be3a4Schristos 
187897be3a4Schristos isc_result_t
188897be3a4Schristos isc_mutex_unlock_profile(isc_mutex_t *mp, const char *file, int line) {
189897be3a4Schristos 	struct timeval unlock_t;
190897be3a4Schristos 
191897be3a4Schristos 	UNUSED(file);
192897be3a4Schristos 	UNUSED(line);
193897be3a4Schristos 
194897be3a4Schristos 	if (mp->stats->cur_locker != NULL) {
195897be3a4Schristos 		gettimeofday(&unlock_t, NULL);
196897be3a4Schristos 		timevalsub(&unlock_t, &mp->stats->lock_t);
197897be3a4Schristos 		timevaladd(&mp->stats->locked_total, &unlock_t);
198897be3a4Schristos 		timevaladd(&mp->stats->cur_locker->locked_total, &unlock_t);
199897be3a4Schristos 		mp->stats->cur_locker = NULL;
200897be3a4Schristos 	}
201897be3a4Schristos 
202897be3a4Schristos 	return ((pthread_mutex_unlock((&mp->mutex)) == 0) ? \
203897be3a4Schristos 		ISC_R_SUCCESS : ISC_R_UNEXPECTED);
204897be3a4Schristos }
205897be3a4Schristos 
206897be3a4Schristos 
207897be3a4Schristos void
208897be3a4Schristos isc_mutex_statsprofile(FILE *fp) {
209897be3a4Schristos 	isc_mutexlocker_t *locker;
210897be3a4Schristos 	int i, j;
211897be3a4Schristos 
212897be3a4Schristos 	fprintf(fp, "Mutex stats (in us)\n");
213897be3a4Schristos 	for (i = 0; i < stats_next; i++) {
214897be3a4Schristos 		fprintf(fp, "%-12s %4d: %10u  %lu.%06lu %lu.%06lu %5d\n",
215897be3a4Schristos 			stats[i].file, stats[i].line, stats[i].count,
216897be3a4Schristos 			stats[i].locked_total.tv_sec,
217897be3a4Schristos 			stats[i].locked_total.tv_usec,
218897be3a4Schristos 			stats[i].wait_total.tv_sec,
219897be3a4Schristos 			stats[i].wait_total.tv_usec,
220897be3a4Schristos 			i);
221897be3a4Schristos 		for (j = 0; j < ISC_MUTEX_MAX_LOCKERS; j++) {
222897be3a4Schristos 			locker = &stats[i].lockers[j];
223897be3a4Schristos 			if (locker->file == NULL)
224897be3a4Schristos 				continue;
225897be3a4Schristos 			fprintf(fp, " %-11s %4d: %10u  %lu.%06lu %lu.%06lu %5d\n",
226897be3a4Schristos 				locker->file, locker->line, locker->count,
227897be3a4Schristos 				locker->locked_total.tv_sec,
228897be3a4Schristos 				locker->locked_total.tv_usec,
229897be3a4Schristos 				locker->wait_total.tv_sec,
230897be3a4Schristos 				locker->wait_total.tv_usec,
231897be3a4Schristos 				i);
232897be3a4Schristos 		}
233897be3a4Schristos 	}
234897be3a4Schristos }
235897be3a4Schristos 
236897be3a4Schristos #endif /* ISC_MUTEX_PROFILE */
237897be3a4Schristos 
238897be3a4Schristos #if ISC_MUTEX_DEBUG && defined(PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK)
239897be3a4Schristos isc_result_t
240897be3a4Schristos isc_mutex_init_errcheck(isc_mutex_t *mp)
241897be3a4Schristos {
242897be3a4Schristos 	pthread_mutexattr_t attr;
243897be3a4Schristos 	int err;
244897be3a4Schristos 
245897be3a4Schristos 	if (pthread_mutexattr_init(&attr) != 0)
246897be3a4Schristos 		return (ISC_R_UNEXPECTED);
247897be3a4Schristos 
248897be3a4Schristos 	if (pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK) != 0) {
249897be3a4Schristos 		pthread_mutexattr_destroy(&attr);
250897be3a4Schristos 		return (ISC_R_UNEXPECTED);
251897be3a4Schristos 	}
252897be3a4Schristos 
253897be3a4Schristos 	err = pthread_mutex_init(mp, &attr) != 0)
254897be3a4Schristos 	pthread_mutexattr_destroy(&attr);
255897be3a4Schristos 	if (err == ENOMEM)
256897be3a4Schristos 		return (ISC_R_NOMEMORY);
257897be3a4Schristos 	return ((err == 0) ? ISC_R_SUCCESS : ISC_R_UNEXPECTED);
258897be3a4Schristos }
259897be3a4Schristos #endif
260897be3a4Schristos 
261897be3a4Schristos #if ISC_MUTEX_DEBUG && defined(__NetBSD__) && defined(PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK)
262897be3a4Schristos pthread_mutexattr_t isc__mutex_attrs = {
263897be3a4Schristos 	PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK,	/* m_type */
264897be3a4Schristos 	0				/* m_flags, which appears to be unused. */
265897be3a4Schristos };
266897be3a4Schristos #endif
267897be3a4Schristos 
268897be3a4Schristos #if !(ISC_MUTEX_DEBUG && defined(PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK)) && !ISC_MUTEX_PROFILE
269897be3a4Schristos isc_result_t
270897be3a4Schristos isc__mutex_init(isc_mutex_t *mp, const char *file, unsigned int line) {
271897be3a4Schristos 	char strbuf[ISC_STRERRORSIZE];
272897be3a4Schristos 	isc_result_t result = ISC_R_SUCCESS;
273897be3a4Schristos 	int err;
274897be3a4Schristos 
275897be3a4Schristos 	err = pthread_mutex_init(mp, ISC__MUTEX_ATTRS);
276897be3a4Schristos 	if (err == ENOMEM)
277897be3a4Schristos 		return (ISC_R_NOMEMORY);
278897be3a4Schristos 	if (err != 0) {
279897be3a4Schristos 		isc__strerror(errno, strbuf, sizeof(strbuf));
280897be3a4Schristos 		UNEXPECTED_ERROR(file, line, "isc_mutex_init() failed: %s",
281897be3a4Schristos 				 strbuf);
282897be3a4Schristos 		result = ISC_R_UNEXPECTED;
283897be3a4Schristos 	}
284897be3a4Schristos 	return (result);
285897be3a4Schristos }
286897be3a4Schristos #endif
287