sys/kern/kern_umtx.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2004, David Xu <davidxu@freebsd.org>
   3  * Copyright (c) 2002, Jeffrey Roberson <jeff@freebsd.org>
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
  11  *    disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  17  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  18  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  19  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  20  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  21  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  22  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  23  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  24  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  25  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <sys/cdefs.h>
  29 __FBSDID("$FreeBSD$");
  30
  31 #include "opt_compat.h"
  32 #include "opt_umtx_profiling.h"
  33
  34 #include <sys/param.h>
  35 #include <sys/kernel.h>
  36 #include <sys/limits.h>
  37 #include <sys/lock.h>
  38 #include <sys/malloc.h>
  39 #include <sys/mutex.h>
  40 #include <sys/priv.h>
  41 #include <sys/proc.h>
  42 #include <sys/sbuf.h>
  43 #include <sys/sched.h>
  44 #include <sys/smp.h>
  45 #include <sys/sysctl.h>
  46 #include <sys/sysent.h>
  47 #include <sys/systm.h>
  48 #include <sys/sysproto.h>
  49 #include <sys/syscallsubr.h>
  50 #include <sys/eventhandler.h>
  51 #include <sys/umtx.h>
  52
  53 #include <vm/vm.h>
  54 #include <vm/vm_param.h>
  55 #include <vm/pmap.h>
  56 #include <vm/vm_map.h>
  57 #include <vm/vm_object.h>
  58
  59 #include <machine/cpu.h>
  60
  61 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
  62 #include <compat/freebsd32/freebsd32_proto.h>
  63 #endif
  64
  65 #define _UMUTEX_TRY             1
  66 #define _UMUTEX_WAIT            2
  67
  68 #ifdef UMTX_PROFILING
  69 #define UPROF_PERC_BIGGER(w, f, sw, sf)                                 \
  70         (((w) > (sw)) || ((w) == (sw) && (f) > (sf)))
  71 #endif
  72
  73 /* Priority inheritance mutex info. */
  74 struct umtx_pi {
  75         /* Owner thread */
  76         struct thread           *pi_owner;
  77
  78         /* Reference count */
  79         int                     pi_refcount;
  80
  81         /* List entry to link umtx holding by thread */
  82         TAILQ_ENTRY(umtx_pi)    pi_link;
  83
  84         /* List entry in hash */
  85         TAILQ_ENTRY(umtx_pi)    pi_hashlink;
  86
  87         /* List for waiters */
  88         TAILQ_HEAD(,umtx_q)     pi_blocked;
  89
  90         /* Identify a userland lock object */
  91         struct umtx_key         pi_key;
  92 };
  93
  94 /* A userland synchronous object user. */
  95 struct umtx_q {
  96         /* Linked list for the hash. */
  97         TAILQ_ENTRY(umtx_q)     uq_link;
  98
  99         /* Umtx key. */
 100         struct umtx_key         uq_key;
 101
 102         /* Umtx flags. */
 103         int                     uq_flags;
 104 #define UQF_UMTXQ       0x0001
 105
 106         /* The thread waits on. */
 107         struct thread           *uq_thread;
 108
 109         /*
 110          * Blocked on PI mutex. read can use chain lock
 111          * or umtx_lock, write must have both chain lock and
 112          * umtx_lock being hold.
 113          */
 114         struct umtx_pi          *uq_pi_blocked;
 115
 116         /* On blocked list */
 117         TAILQ_ENTRY(umtx_q)     uq_lockq;
 118
 119         /* Thread contending with us */
 120         TAILQ_HEAD(,umtx_pi)    uq_pi_contested;
 121
 122         /* Inherited priority from PP mutex */
 123         u_char                  uq_inherited_pri;
 124
 125         /* Spare queue ready to be reused */
 126         struct umtxq_queue      *uq_spare_queue;
 127
 128         /* The queue we on */
 129         struct umtxq_queue      *uq_cur_queue;
 130 };
 131
 132 TAILQ_HEAD(umtxq_head, umtx_q);
 133
 134 /* Per-key wait-queue */
 135 struct umtxq_queue {
 136         struct umtxq_head       head;
 137         struct umtx_key         key;
 138         LIST_ENTRY(umtxq_queue) link;
 139         int                     length;
 140 };
 141
 142 LIST_HEAD(umtxq_list, umtxq_queue);
 143
 144 /* Userland lock object's wait-queue chain */
 145 struct umtxq_chain {
 146         /* Lock for this chain. */
 147         struct mtx              uc_lock;
 148
 149         /* List of sleep queues. */
 150         struct umtxq_list       uc_queue[2];
 151 #define UMTX_SHARED_QUEUE       0
 152 #define UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE    1
 153
 154         LIST_HEAD(, umtxq_queue) uc_spare_queue;
 155
 156         /* Busy flag */
 157         char                    uc_busy;
 158
 159         /* Chain lock waiters */
 160         int                     uc_waiters;
 161
 162         /* All PI in the list */
 163         TAILQ_HEAD(,umtx_pi)    uc_pi_list;
 164
 165 #ifdef UMTX_PROFILING
 166         u_int                   length;
 167         u_int                   max_length;
 168 #endif
 169 };
 170
 171 #define UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc)         mtx_assert(&(uc)->uc_lock, MA_OWNED)
 172 #define UMTXQ_BUSY_ASSERT(uc)   KASSERT(&(uc)->uc_busy, ("umtx chain is not busy"))
 173
 174 /*
 175  * Don't propagate time-sharing priority, there is a security reason,
 176  * a user can simply introduce PI-mutex, let thread A lock the mutex,
 177  * and let another thread B block on the mutex, because B is
 178  * sleeping, its priority will be boosted, this causes A's priority to
 179  * be boosted via priority propagating too and will never be lowered even
 180  * if it is using 100%CPU, this is unfair to other processes.
 181  */
 182
 183 #define UPRI(td)        (((td)->td_user_pri >= PRI_MIN_TIMESHARE &&\
 184                           (td)->td_user_pri <= PRI_MAX_TIMESHARE) ?\
 185                          PRI_MAX_TIMESHARE : (td)->td_user_pri)
 186
 187 #define GOLDEN_RATIO_PRIME      2654404609U
 188 #define UMTX_CHAINS             512
 189 #define UMTX_SHIFTS             (__WORD_BIT - 9)
 190
 191 #define GET_SHARE(flags)        \
 192     (((flags) & USYNC_PROCESS_SHARED) == 0 ? THREAD_SHARE : PROCESS_SHARE)
 193
 194 #define BUSY_SPINS              200
 195
 196 struct abs_timeout {
 197         int clockid;
 198         struct timespec cur;
 199         struct timespec end;
 200 };
 201
 202 static uma_zone_t               umtx_pi_zone;
 203 static struct umtxq_chain       umtxq_chains[2][UMTX_CHAINS];
 204 static MALLOC_DEFINE(M_UMTX, "umtx", "UMTX queue memory");
 205 static int                      umtx_pi_allocated;
 206
 207 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, umtx, CTLFLAG_RW, 0, "umtx debug");
 208 SYSCTL_INT(_debug_umtx, OID_AUTO, umtx_pi_allocated, CTLFLAG_RD,
 209     &umtx_pi_allocated, 0, "Allocated umtx_pi");
 210
 211 #ifdef UMTX_PROFILING
 212 static long max_length;
 213 SYSCTL_LONG(_debug_umtx, OID_AUTO, max_length, CTLFLAG_RD, &max_length, 0, "max_length");
 214 static SYSCTL_NODE(_debug_umtx, OID_AUTO, chains, CTLFLAG_RD, 0, "umtx chain stats");
 215 #endif
 216
 217 static void umtxq_sysinit(void *);
 218 static void umtxq_hash(struct umtx_key *key);
 219 static struct umtxq_chain *umtxq_getchain(struct umtx_key *key);
 220 static void umtxq_lock(struct umtx_key *key);
 221 static void umtxq_unlock(struct umtx_key *key);
 222 static void umtxq_busy(struct umtx_key *key);
 223 static void umtxq_unbusy(struct umtx_key *key);
 224 static void umtxq_insert_queue(struct umtx_q *uq, int q);
 225 static void umtxq_remove_queue(struct umtx_q *uq, int q);
 226 static int umtxq_sleep(struct umtx_q *uq, const char *wmesg, struct abs_timeout *);
 227 static int umtxq_count(struct umtx_key *key);
 228 static struct umtx_pi *umtx_pi_alloc(int);
 229 static void umtx_pi_free(struct umtx_pi *pi);
 230 static int do_unlock_pp(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags);
 231 static void umtx_thread_cleanup(struct thread *td);
 232 static void umtx_exec_hook(void *arg __unused, struct proc *p __unused,
 233         struct image_params *imgp __unused);
 234 SYSINIT(umtx, SI_SUB_EVENTHANDLER+1, SI_ORDER_MIDDLE, umtxq_sysinit, NULL);
 235
 236 #define umtxq_signal(key, nwake)        umtxq_signal_queue((key), (nwake), UMTX_SHARED_QUEUE)
 237 #define umtxq_insert(uq)        umtxq_insert_queue((uq), UMTX_SHARED_QUEUE)
 238 #define umtxq_remove(uq)        umtxq_remove_queue((uq), UMTX_SHARED_QUEUE)
 239
 240 static struct mtx umtx_lock;
 241
 242 #ifdef UMTX_PROFILING
 243 static void
 244 umtx_init_profiling(void)
 245 {
 246         struct sysctl_oid *chain_oid;
 247         char chain_name[10];
 248         int i;
 249
 250         for (i = 0; i < UMTX_CHAINS; ++i) {
 251                 snprintf(chain_name, sizeof(chain_name), "%d", i);
 252                 chain_oid = SYSCTL_ADD_NODE(NULL,
 253                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_debug_umtx_chains), OID_AUTO,
 254                     chain_name, CTLFLAG_RD, NULL, "umtx hash stats");
 255                 SYSCTL_ADD_INT(NULL, SYSCTL_CHILDREN(chain_oid), OID_AUTO,
 256                     "max_length0", CTLFLAG_RD, &umtxq_chains[0][i].max_length, 0, NULL);
 257                 SYSCTL_ADD_INT(NULL, SYSCTL_CHILDREN(chain_oid), OID_AUTO,
 258                     "max_length1", CTLFLAG_RD, &umtxq_chains[1][i].max_length, 0, NULL);
 259         }
 260 }
 261
 262 static int
 263 sysctl_debug_umtx_chains_peaks(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 264 {
 265         char buf[512];
 266         struct sbuf sb;
 267         struct umtxq_chain *uc;
 268         u_int fract, i, j, tot, whole;
 269         u_int sf0, sf1, sf2, sf3, sf4;
 270         u_int si0, si1, si2, si3, si4;
 271         u_int sw0, sw1, sw2, sw3, sw4;
 272
 273         sbuf_new(&sb, buf, sizeof(buf), SBUF_FIXEDLEN);
 274         for (i = 0; i < 2; i++) {
 275                 tot = 0;
 276                 for (j = 0; j < UMTX_CHAINS; ++j) {
 277                         uc = &umtxq_chains[i][j];
 278                         mtx_lock(&uc->uc_lock);
 279                         tot += uc->max_length;
 280                         mtx_unlock(&uc->uc_lock);
 281                 }
 282                 if (tot == 0)
 283                         sbuf_printf(&sb, "%u) Empty ", i);
 284                 else {
 285                         sf0 = sf1 = sf2 = sf3 = sf4 = 0;
 286                         si0 = si1 = si2 = si3 = si4 = 0;
 287                         sw0 = sw1 = sw2 = sw3 = sw4 = 0;
 288                         for (j = 0; j < UMTX_CHAINS; j++) {
 289                                 uc = &umtxq_chains[i][j];
 290                                 mtx_lock(&uc->uc_lock);
 291                                 whole = uc->max_length * 100;
 292                                 mtx_unlock(&uc->uc_lock);
 293                                 fract = (whole % tot) * 100;
 294                                 if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw0, sf0)) {
 295                                         sf0 = fract;
 296                                         si0 = j;
 297                                         sw0 = whole;
 298                                 } else if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw1,
 299                                     sf1)) {
 300                                         sf1 = fract;
 301                                         si1 = j;
 302                                         sw1 = whole;
 303                                 } else if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw2,
 304                                     sf2)) {
 305                                         sf2 = fract;
 306                                         si2 = j;
 307                                         sw2 = whole;
 308                                 } else if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw3,
 309                                     sf3)) {
 310                                         sf3 = fract;
 311                                         si3 = j;
 312                                         sw3 = whole;
 313                                 } else if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw4,
 314                                     sf4)) {
 315                                         sf4 = fract;
 316                                         si4 = j;
 317                                         sw4 = whole;
 318                                 }
 319                         }
 320                         sbuf_printf(&sb, "queue %u:\n", i);
 321                         sbuf_printf(&sb, "1st: %u.%u%% idx: %u\n", sw0 / tot,
 322                             sf0 / tot, si0);
 323                         sbuf_printf(&sb, "2nd: %u.%u%% idx: %u\n", sw1 / tot,
 324                             sf1 / tot, si1);
 325                         sbuf_printf(&sb, "3rd: %u.%u%% idx: %u\n", sw2 / tot,
 326                             sf2 / tot, si2);
 327                         sbuf_printf(&sb, "4th: %u.%u%% idx: %u\n", sw3 / tot,
 328                             sf3 / tot, si3);
 329                         sbuf_printf(&sb, "5th: %u.%u%% idx: %u\n", sw4 / tot,
 330                             sf4 / tot, si4);
 331                 }
 332         }
 333         sbuf_trim(&sb);
 334         sbuf_finish(&sb);
 335         sysctl_handle_string(oidp, sbuf_data(&sb), sbuf_len(&sb), req);
 336         sbuf_delete(&sb);
 337         return (0);
 338 }
 339
 340 static int
 341 sysctl_debug_umtx_chains_clear(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 342 {
 343         struct umtxq_chain *uc;
 344         u_int i, j;
 345         int clear, error;
 346
 347         clear = 0;
 348         error = sysctl_handle_int(oidp, &clear, 0, req);
 349         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 350                 return (error);
 351
 352         if (clear != 0) {
 353                 for (i = 0; i < 2; ++i) {
 354                         for (j = 0; j < UMTX_CHAINS; ++j) {
 355                                 uc = &umtxq_chains[i][j];
 356                                 mtx_lock(&uc->uc_lock);
 357                                 uc->length = 0;
 358                                 uc->max_length = 0;
 359                                 mtx_unlock(&uc->uc_lock);
 360                         }
 361                 }
 362         }
 363         return (0);
 364 }
 365
 366 SYSCTL_PROC(_debug_umtx_chains, OID_AUTO, clear,
 367     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0,
 368     sysctl_debug_umtx_chains_clear, "I", "Clear umtx chains statistics");
 369 SYSCTL_PROC(_debug_umtx_chains, OID_AUTO, peaks,
 370     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0,
 371     sysctl_debug_umtx_chains_peaks, "A", "Highest peaks in chains max length");
 372 #endif
 373
 374 static void
 375 umtxq_sysinit(void *arg __unused)
 376 {
 377         int i, j;
 378
 379         umtx_pi_zone = uma_zcreate("umtx pi", sizeof(struct umtx_pi),
 380                 NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
 381         for (i = 0; i < 2; ++i) {
 382                 for (j = 0; j < UMTX_CHAINS; ++j) {
 383                         mtx_init(&umtxq_chains[i][j].uc_lock, "umtxql", NULL,
 384                                  MTX_DEF | MTX_DUPOK);
 385                         LIST_INIT(&umtxq_chains[i][j].uc_queue[0]);
 386                         LIST_INIT(&umtxq_chains[i][j].uc_queue[1]);
 387                         LIST_INIT(&umtxq_chains[i][j].uc_spare_queue);
 388                         TAILQ_INIT(&umtxq_chains[i][j].uc_pi_list);
 389                         umtxq_chains[i][j].uc_busy = 0;
 390                         umtxq_chains[i][j].uc_waiters = 0;
 391 #ifdef UMTX_PROFILING
 392                         umtxq_chains[i][j].length = 0;
 393                         umtxq_chains[i][j].max_length = 0;
 394 #endif
 395                 }
 396         }
 397 #ifdef UMTX_PROFILING
 398         umtx_init_profiling();
 399 #endif
 400         mtx_init(&umtx_lock, "umtx lock", NULL, MTX_SPIN);
 401         EVENTHANDLER_REGISTER(process_exec, umtx_exec_hook, NULL,
 402             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 403 }
 404
 405 struct umtx_q *
 406 umtxq_alloc(void)
 407 {
 408         struct umtx_q *uq;
 409
 410         uq = malloc(sizeof(struct umtx_q), M_UMTX, M_WAITOK | M_ZERO);
 411         uq->uq_spare_queue = malloc(sizeof(struct umtxq_queue), M_UMTX, M_WAITOK | M_ZERO);
 412         TAILQ_INIT(&uq->uq_spare_queue->head);
 413         TAILQ_INIT(&uq->uq_pi_contested);
 414         uq->uq_inherited_pri = PRI_MAX;
 415         return (uq);
 416 }
 417
 418 void
 419 umtxq_free(struct umtx_q *uq)
 420 {
 421         MPASS(uq->uq_spare_queue != NULL);
 422         free(uq->uq_spare_queue, M_UMTX);
 423         free(uq, M_UMTX);
 424 }
 425
 426 static inline void
 427 umtxq_hash(struct umtx_key *key)
 428 {
 429         unsigned n = (uintptr_t)key->info.both.a + key->info.both.b;
 430         key->hash = ((n * GOLDEN_RATIO_PRIME) >> UMTX_SHIFTS) % UMTX_CHAINS;
 431 }
 432
 433 static inline struct umtxq_chain *
 434 umtxq_getchain(struct umtx_key *key)
 435 {
 436         if (key->type <= TYPE_SEM)
 437                 return (&umtxq_chains[1][key->hash]);
 438         return (&umtxq_chains[0][key->hash]);
 439 }
 440
 441 /*
 442  * Lock a chain.
 443  */
 444 static inline void
 445 umtxq_lock(struct umtx_key *key)
 446 {
 447         struct umtxq_chain *uc;
 448
 449         uc = umtxq_getchain(key);
 450         mtx_lock(&uc->uc_lock);
 451 }
 452
 453 /*
 454  * Unlock a chain.
 455  */
 456 static inline void
 457 umtxq_unlock(struct umtx_key *key)
 458 {
 459         struct umtxq_chain *uc;
 460
 461         uc = umtxq_getchain(key);
 462         mtx_unlock(&uc->uc_lock);
 463 }
 464
 465 /*
 466  * Set chain to busy state when following operation
 467  * may be blocked (kernel mutex can not be used).
 468  */
 469 static inline void
 470 umtxq_busy(struct umtx_key *key)
 471 {
 472         struct umtxq_chain *uc;
 473
 474         uc = umtxq_getchain(key);
 475         mtx_assert(&uc->uc_lock, MA_OWNED);
 476         if (uc->uc_busy) {
 477 #ifdef SMP
 478                 if (smp_cpus > 1) {
 479                         int count = BUSY_SPINS;
 480                         if (count > 0) {
 481                                 umtxq_unlock(key);
 482                                 while (uc->uc_busy && --count > 0)
 483                                         cpu_spinwait();
 484                                 umtxq_lock(key);
 485                         }
 486                 }
 487 #endif
 488                 while (uc->uc_busy) {
 489                         uc->uc_waiters++;
 490                         msleep(uc, &uc->uc_lock, 0, "umtxqb", 0);
 491                         uc->uc_waiters--;
 492                 }
 493         }
 494         uc->uc_busy = 1;
 495 }
 496
 497 /*
 498  * Unbusy a chain.
 499  */
 500 static inline void
 501 umtxq_unbusy(struct umtx_key *key)
 502 {
 503         struct umtxq_chain *uc;
 504
 505         uc = umtxq_getchain(key);
 506         mtx_assert(&uc->uc_lock, MA_OWNED);
 507         KASSERT(uc->uc_busy != 0, ("not busy"));
 508         uc->uc_busy = 0;
 509         if (uc->uc_waiters)
 510                 wakeup_one(uc);
 511 }
 512
 513 static struct umtxq_queue *
 514 umtxq_queue_lookup(struct umtx_key *key, int q)
 515 {
 516         struct umtxq_queue *uh;
 517         struct umtxq_chain *uc;
 518
 519         uc = umtxq_getchain(key);
 520         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
 521         LIST_FOREACH(uh, &uc->uc_queue[q], link) {
 522                 if (umtx_key_match(&uh->key, key))
 523                         return (uh);
 524         }
 525
 526         return (NULL);
 527 }
 528
 529 static inline void
 530 umtxq_insert_queue(struct umtx_q *uq, int q)
 531 {
 532         struct umtxq_queue *uh;
 533         struct umtxq_chain *uc;
 534
 535         uc = umtxq_getchain(&uq->uq_key);
 536         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
 537         KASSERT((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0, ("umtx_q is already on queue"));
 538         uh = umtxq_queue_lookup(&uq->uq_key, q);
 539         if (uh != NULL) {
 540                 LIST_INSERT_HEAD(&uc->uc_spare_queue, uq->uq_spare_queue, link);
 541         } else {
 542                 uh = uq->uq_spare_queue;
 543                 uh->key = uq->uq_key;
 544                 LIST_INSERT_HEAD(&uc->uc_queue[q], uh, link);
 545 #ifdef UMTX_PROFILING
 546                 uc->length++;
 547                 if (uc->length > uc->max_length) {
 548                         uc->max_length = uc->length;
 549                         if (uc->max_length > max_length)
 550                                 max_length = uc->max_length;
 551                 }
 552 #endif
 553         }
 554         uq->uq_spare_queue = NULL;
 555
 556         TAILQ_INSERT_TAIL(&uh->head, uq, uq_link);
 557         uh->length++;
 558         uq->uq_flags |= UQF_UMTXQ;
 559         uq->uq_cur_queue = uh;
 560         return;
 561 }
 562
 563 static inline void
 564 umtxq_remove_queue(struct umtx_q *uq, int q)
 565 {
 566         struct umtxq_chain *uc;
 567         struct umtxq_queue *uh;
 568
 569         uc = umtxq_getchain(&uq->uq_key);
 570         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
 571         if (uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) {
 572                 uh = uq->uq_cur_queue;
 573                 TAILQ_REMOVE(&uh->head, uq, uq_link);
 574                 uh->length--;
 575                 uq->uq_flags &= ~UQF_UMTXQ;
 576                 if (TAILQ_EMPTY(&uh->head)) {
 577                         KASSERT(uh->length == 0,
 578                             ("inconsistent umtxq_queue length"));
 579 #ifdef UMTX_PROFILING
 580                         uc->length--;
 581 #endif
 582                         LIST_REMOVE(uh, link);
 583                 } else {
 584                         uh = LIST_FIRST(&uc->uc_spare_queue);
 585                         KASSERT(uh != NULL, ("uc_spare_queue is empty"));
 586                         LIST_REMOVE(uh, link);
 587                 }
 588                 uq->uq_spare_queue = uh;
 589                 uq->uq_cur_queue = NULL;
 590         }
 591 }
 592
 593 /*
 594  * Check if there are multiple waiters
 595  */
 596 static int
 597 umtxq_count(struct umtx_key *key)
 598 {
 599         struct umtxq_chain *uc;
 600         struct umtxq_queue *uh;
 601
 602         uc = umtxq_getchain(key);
 603         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
 604         uh = umtxq_queue_lookup(key, UMTX_SHARED_QUEUE);
 605         if (uh != NULL)
 606                 return (uh->length);
 607         return (0);
 608 }
 609
 610 /*
 611  * Check if there are multiple PI waiters and returns first
 612  * waiter.
 613  */
 614 static int
 615 umtxq_count_pi(struct umtx_key *key, struct umtx_q **first)
 616 {
 617         struct umtxq_chain *uc;
 618         struct umtxq_queue *uh;
 619
 620         *first = NULL;
 621         uc = umtxq_getchain(key);
 622         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
 623         uh = umtxq_queue_lookup(key, UMTX_SHARED_QUEUE);
 624         if (uh != NULL) {
 625                 *first = TAILQ_FIRST(&uh->head);
 626                 return (uh->length);
 627         }
 628         return (0);
 629 }
 630
 631 static int
 632 umtxq_check_susp(struct thread *td)
 633 {
 634         struct proc *p;
 635         int error;
 636
 637         /*
 638          * The check for TDF_NEEDSUSPCHK is racy, but it is enough to
 639          * eventually break the lockstep loop.
 640          */
 641         if ((td->td_flags & TDF_NEEDSUSPCHK) == 0)
 642                 return (0);
 643         error = 0;
 644         p = td->td_proc;
 645         PROC_LOCK(p);
 646         if (P_SHOULDSTOP(p) ||
 647             ((p->p_flag & P_TRACED) && (td->td_dbgflags & TDB_SUSPEND))) {
 648                 if (p->p_flag & P_SINGLE_EXIT)
 649                         error = EINTR;
 650                 else
 651                         error = ERESTART;
 652         }
 653         PROC_UNLOCK(p);
 654         return (error);
 655 }
 656
 657 /*
 658  * Wake up threads waiting on an userland object.
 659  */
 660
 661 static int
 662 umtxq_signal_queue(struct umtx_key *key, int n_wake, int q)
 663 {
 664         struct umtxq_chain *uc;
 665         struct umtxq_queue *uh;
 666         struct umtx_q *uq;
 667         int ret;
 668
 669         ret = 0;
 670         uc = umtxq_getchain(key);
 671         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
 672         uh = umtxq_queue_lookup(key, q);
 673         if (uh != NULL) {
 674                 while ((uq = TAILQ_FIRST(&uh->head)) != NULL) {
 675                         umtxq_remove_queue(uq, q);
 676                         wakeup(uq);
 677                         if (++ret >= n_wake)
 678                                 return (ret);
 679                 }
 680         }
 681         return (ret);
 682 }
 683
 684
 685 /*
 686  * Wake up specified thread.
 687  */
 688 static inline void
 689 umtxq_signal_thread(struct umtx_q *uq)
 690 {
 691         struct umtxq_chain *uc;
 692
 693         uc = umtxq_getchain(&uq->uq_key);
 694         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
 695         umtxq_remove(uq);
 696         wakeup(uq);
 697 }
 698
 699 static inline int
 700 tstohz(const struct timespec *tsp)
 701 {
 702         struct timeval tv;
 703
 704         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&tv, tsp);
 705         return tvtohz(&tv);
 706 }
 707
 708 static void
 709 abs_timeout_init(struct abs_timeout *timo, int clockid, int absolute,
 710         const struct timespec *timeout)
 711 {
 712
 713         timo->clockid = clockid;
 714         if (!absolute) {
 715                 kern_clock_gettime(curthread, clockid, &timo->end);
 716                 timo->cur = timo->end;
 717                 timespecadd(&timo->end, timeout);
 718         } else {
 719                 timo->end = *timeout;
 720                 kern_clock_gettime(curthread, clockid, &timo->cur);
 721         }
 722 }
 723
 724 static void
 725 abs_timeout_init2(struct abs_timeout *timo, const struct _umtx_time *umtxtime)
 726 {
 727
 728         abs_timeout_init(timo, umtxtime->_clockid,
 729                 (umtxtime->_flags & UMTX_ABSTIME) != 0,
 730                 &umtxtime->_timeout);
 731 }
 732
 733 static inline void
 734 abs_timeout_update(struct abs_timeout *timo)
 735 {
 736         kern_clock_gettime(curthread, timo->clockid, &timo->cur);
 737 }
 738
 739 static int
 740 abs_timeout_gethz(struct abs_timeout *timo)
 741 {
 742         struct timespec tts;
 743
 744         if (timespeccmp(&timo->end, &timo->cur, <=))
 745                 return (-1);
 746         tts = timo->end;
 747         timespecsub(&tts, &timo->cur);
 748         return (tstohz(&tts));
 749 }
 750
 751 /*
 752  * Put thread into sleep state, before sleeping, check if
 753  * thread was removed from umtx queue.
 754  */
 755 static inline int
 756 umtxq_sleep(struct umtx_q *uq, const char *wmesg, struct abs_timeout *abstime)
 757 {
 758         struct umtxq_chain *uc;
 759         int error, timo;
 760
 761         uc = umtxq_getchain(&uq->uq_key);
 762         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
 763         for (;;) {
 764                 if (!(uq->uq_flags & UQF_UMTXQ))
 765                         return (0);
 766                 if (abstime != NULL) {
 767                         timo = abs_timeout_gethz(abstime);
 768                         if (timo < 0)
 769                                 return (ETIMEDOUT);
 770                 } else
 771                         timo = 0;
 772                 error = msleep(uq, &uc->uc_lock, PCATCH | PDROP, wmesg, timo);
 773                 if (error != EWOULDBLOCK) {
 774                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
 775                         break;
 776                 }
 777                 if (abstime != NULL)
 778                         abs_timeout_update(abstime);
 779                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
 780         }
 781         return (error);
 782 }
 783
 784 /*
 785  * Convert userspace address into unique logical address.
 786  */
 787 int
 788 umtx_key_get(void *addr, int type, int share, struct umtx_key *key)
 789 {
 790         struct thread *td = curthread;
 791         vm_map_t map;
 792         vm_map_entry_t entry;
 793         vm_pindex_t pindex;
 794         vm_prot_t prot;
 795         boolean_t wired;
 796
 797         key->type = type;
 798         if (share == THREAD_SHARE) {
 799                 key->shared = 0;
 800                 key->info.private.vs = td->td_proc->p_vmspace;
 801                 key->info.private.addr = (uintptr_t)addr;
 802         } else {
 803                 MPASS(share == PROCESS_SHARE || share == AUTO_SHARE);
 804                 map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
 805                 if (vm_map_lookup(&map, (vm_offset_t)addr, VM_PROT_WRITE,
 806                     &entry, &key->info.shared.object, &pindex, &prot,
 807                     &wired) != KERN_SUCCESS) {
 808                         return EFAULT;
 809                 }
 810
 811                 if ((share == PROCESS_SHARE) ||
 812                     (share == AUTO_SHARE &&
 813                      VM_INHERIT_SHARE == entry->inheritance)) {
 814                         key->shared = 1;
 815                         key->info.shared.offset = entry->offset + entry->start -
 816                                 (vm_offset_t)addr;
 817                         vm_object_reference(key->info.shared.object);
 818                 } else {
 819                         key->shared = 0;
 820                         key->info.private.vs = td->td_proc->p_vmspace;
 821                         key->info.private.addr = (uintptr_t)addr;
 822                 }
 823                 vm_map_lookup_done(map, entry);
 824         }
 825
 826         umtxq_hash(key);
 827         return (0);
 828 }
 829
 830 /*
 831  * Release key.
 832  */
 833 void
 834 umtx_key_release(struct umtx_key *key)
 835 {
 836         if (key->shared)
 837                 vm_object_deallocate(key->info.shared.object);
 838 }
 839
 840 /*
 841  * Fetch and compare value, sleep on the address if value is not changed.
 842  */
 843 static int
 844 do_wait(struct thread *td, void *addr, u_long id,
 845         struct _umtx_time *timeout, int compat32, int is_private)
 846 {
 847         struct abs_timeout timo;
 848         struct umtx_q *uq;
 849         u_long tmp;
 850         int error = 0;
 851
 852         uq = td->td_umtxq;
 853         if ((error = umtx_key_get(addr, TYPE_SIMPLE_WAIT,
 854                 is_private ? THREAD_SHARE : AUTO_SHARE, &uq->uq_key)) != 0)
 855                 return (error);
 856
 857         if (timeout != NULL)
 858                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
 859
 860         umtxq_lock(&uq->uq_key);
 861         umtxq_insert(uq);
 862         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
 863         if (compat32 == 0)
 864                 tmp = fuword(addr);
 865         else
 866                 tmp = (unsigned int)fuword32(addr);
 867         umtxq_lock(&uq->uq_key);
 868         if (tmp == id)
 869                 error = umtxq_sleep(uq, "uwait", timeout == NULL ?
 870                     NULL : &timo);
 871         if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0)
 872                 error = 0;
 873         else
 874                 umtxq_remove(uq);
 875         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
 876         umtx_key_release(&uq->uq_key);
 877         if (error == ERESTART)
 878                 error = EINTR;
 879         return (error);
 880 }
 881
 882 /*
 883  * Wake up threads sleeping on the specified address.
 884  */
 885 int
 886 kern_umtx_wake(struct thread *td, void *uaddr, int n_wake, int is_private)
 887 {
 888         struct umtx_key key;
 889         int ret;
 890
 891         if ((ret = umtx_key_get(uaddr, TYPE_SIMPLE_WAIT,
 892                 is_private ? THREAD_SHARE : AUTO_SHARE, &key)) != 0)
 893                 return (ret);
 894         umtxq_lock(&key);
 895         ret = umtxq_signal(&key, n_wake);
 896         umtxq_unlock(&key);
 897         umtx_key_release(&key);
 898         return (0);
 899 }
 900
 901 /*
 902  * Lock PTHREAD_PRIO_NONE protocol POSIX mutex.
 903  */
 904 static int
 905 do_lock_normal(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags,
 906         struct _umtx_time *timeout, int mode)
 907 {
 908         struct abs_timeout timo;
 909         struct umtx_q *uq;
 910         uint32_t owner, old, id;
 911         int error = 0;
 912
 913         id = td->td_tid;
 914         uq = td->td_umtxq;
 915
 916         if (timeout != NULL)
 917                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
 918
 919         /*
 920          * Care must be exercised when dealing with umtx structure. It
 921          * can fault on any access.
 922          */
 923         for (;;) {
 924                 owner = fuword32(__DEVOLATILE(void *, &m->m_owner));
 925                 if (mode == _UMUTEX_WAIT) {
 926                         if (owner == UMUTEX_UNOWNED || owner == UMUTEX_CONTESTED)
 927                                 return (0);
 928                 } else {
 929                         /*
 930                          * Try the uncontested case.  This should be done in userland.
 931                          */
 932                         owner = casuword32(&m->m_owner, UMUTEX_UNOWNED, id);
 933
 934                         /* The acquire succeeded. */
 935                         if (owner == UMUTEX_UNOWNED)
 936                                 return (0);
 937
 938                         /* The address was invalid. */
 939                         if (owner == -1)
 940                                 return (EFAULT);
 941
 942                         /* If no one owns it but it is contested try to acquire it. */
 943                         if (owner == UMUTEX_CONTESTED) {
 944                                 owner = casuword32(&m->m_owner,
 945                                     UMUTEX_CONTESTED, id | UMUTEX_CONTESTED);
 946
 947                                 if (owner == UMUTEX_CONTESTED)
 948                                         return (0);
 949
 950                                 /* The address was invalid. */
 951                                 if (owner == -1)
 952                                         return (EFAULT);
 953
 954                                 error = umtxq_check_susp(td);
 955                                 if (error != 0)
 956                                         return (error);
 957
 958                                 /* If this failed the lock has changed, restart. */
 959                                 continue;
 960                         }
 961                 }
 962
 963                 if (mode == _UMUTEX_TRY)
 964                         return (EBUSY);
 965
 966                 /*
 967                  * If we caught a signal, we have retried and now
 968                  * exit immediately.
 969                  */
 970                 if (error != 0)
 971                         return (error);
 972
 973                 if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_NORMAL_UMUTEX,
 974                     GET_SHARE(flags), &uq->uq_key)) != 0)
 975                         return (error);
 976
 977                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
 978                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
 979                 umtxq_insert(uq);
 980                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
 981
 982                 /*
 983                  * Set the contested bit so that a release in user space
 984                  * knows to use the system call for unlock.  If this fails
 985                  * either some one else has acquired the lock or it has been
 986                  * released.
 987                  */
 988                 old = casuword32(&m->m_owner, owner, owner | UMUTEX_CONTESTED);
 989
 990                 /* The address was invalid. */
 991                 if (old == -1) {
 992                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
 993                         umtxq_remove(uq);
 994                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
 995                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
 996                         umtx_key_release(&uq->uq_key);
 997                         return (EFAULT);
 998                 }
 999
1000                 /*
1001                  * We set the contested bit, sleep. Otherwise the lock changed
1002                  * and we need to retry or we lost a race to the thread
1003                  * unlocking the umtx.
1004                  */
1005                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1006                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1007                 if (old == owner)
1008                         error = umtxq_sleep(uq, "umtxn", timeout == NULL ?
1009                             NULL : &timo);
1010                 umtxq_remove(uq);
1011                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1012                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
1013
1014                 if (error == 0)
1015                         error = umtxq_check_susp(td);
1016         }
1017
1018         return (0);
1019 }
1020
1021 /*
1022  * Unlock PTHREAD_PRIO_NONE protocol POSIX mutex.
1023  */
1024 static int
1025 do_unlock_normal(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags)
1026 {
1027         struct umtx_key key;
1028         uint32_t owner, old, id;
1029         int error;
1030         int count;
1031
1032         id = td->td_tid;
1033         /*
1034          * Make sure we own this mtx.
1035          */
1036         owner = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner));
1037         if (owner == -1)
1038                 return (EFAULT);
1039
1040         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != id)
1041                 return (EPERM);
1042
1043         if ((owner & UMUTEX_CONTESTED) == 0) {
1044                 old = casuword32(&m->m_owner, owner, UMUTEX_UNOWNED);
1045                 if (old == -1)
1046                         return (EFAULT);
1047                 if (old == owner)
1048                         return (0);
1049                 owner = old;
1050         }
1051
1052         /* We should only ever be in here for contested locks */
1053         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_NORMAL_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
1054             &key)) != 0)
1055                 return (error);
1056
1057         umtxq_lock(&key);
1058         umtxq_busy(&key);
1059         count = umtxq_count(&key);
1060         umtxq_unlock(&key);
1061
1062         /*
1063          * When unlocking the umtx, it must be marked as unowned if
1064          * there is zero or one thread only waiting for it.
1065          * Otherwise, it must be marked as contested.
1066          */
1067         old = casuword32(&m->m_owner, owner,
1068                 count <= 1 ? UMUTEX_UNOWNED : UMUTEX_CONTESTED);
1069         umtxq_lock(&key);
1070         umtxq_signal(&key,1);
1071         umtxq_unbusy(&key);
1072         umtxq_unlock(&key);
1073         umtx_key_release(&key);
1074         if (old == -1)
1075                 return (EFAULT);
1076         if (old != owner)
1077                 return (EINVAL);
1078         return (0);
1079 }
1080
1081 /*
1082  * Check if the mutex is available and wake up a waiter,
1083  * only for simple mutex.
1084  */
1085 static int
1086 do_wake_umutex(struct thread *td, struct umutex *m)
1087 {
1088         struct umtx_key key;
1089         uint32_t owner;
1090         uint32_t flags;
1091         int error;
1092         int count;
1093
1094         owner = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner));
1095         if (owner == -1)
1096                 return (EFAULT);
1097
1098         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != 0)
1099                 return (0);
1100
1101         flags = fuword32(&m->m_flags);
1102
1103         /* We should only ever be in here for contested locks */
1104         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_NORMAL_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
1105             &key)) != 0)
1106                 return (error);
1107
1108         umtxq_lock(&key);
1109         umtxq_busy(&key);
1110         count = umtxq_count(&key);
1111         umtxq_unlock(&key);
1112
1113         if (count <= 1)
1114                 owner = casuword32(&m->m_owner, UMUTEX_CONTESTED, UMUTEX_UNOWNED);
1115
1116         umtxq_lock(&key);
1117         if (count != 0 && (owner & ~UMUTEX_CONTESTED) == 0)
1118                 umtxq_signal(&key, 1);
1119         umtxq_unbusy(&key);
1120         umtxq_unlock(&key);
1121         umtx_key_release(&key);
1122         return (0);
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Check if the mutex has waiters and tries to fix contention bit.
1127  */
1128 static int
1129 do_wake2_umutex(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags)
1130 {
1131         struct umtx_key key;
1132         uint32_t owner, old;
1133         int type;
1134         int error;
1135         int count;
1136
1137         switch(flags & (UMUTEX_PRIO_INHERIT | UMUTEX_PRIO_PROTECT)) {
1138         case 0:
1139                 type = TYPE_NORMAL_UMUTEX;
1140                 break;
1141         case UMUTEX_PRIO_INHERIT:
1142                 type = TYPE_PI_UMUTEX;
1143                 break;
1144         case UMUTEX_PRIO_PROTECT:
1145                 type = TYPE_PP_UMUTEX;
1146                 break;
1147         default:
1148                 return (EINVAL);
1149         }
1150         if ((error = umtx_key_get(m, type, GET_SHARE(flags),
1151             &key)) != 0)
1152                 return (error);
1153
1154         owner = 0;
1155         umtxq_lock(&key);
1156         umtxq_busy(&key);
1157         count = umtxq_count(&key);
1158         umtxq_unlock(&key);
1159         /*
1160          * Only repair contention bit if there is a waiter, this means the mutex
1161          * is still being referenced by userland code, otherwise don't update
1162          * any memory.
1163          */
1164         if (count > 1) {
1165                 owner = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner));
1166                 while ((owner & UMUTEX_CONTESTED) ==0) {
1167                         old = casuword32(&m->m_owner, owner,
1168                             owner|UMUTEX_CONTESTED);
1169                         if (old == owner)
1170                                 break;
1171                         owner = old;
1172                         if (old == -1)
1173                                 break;
1174                         error = umtxq_check_susp(td);
1175                         if (error != 0)
1176                                 break;
1177                 }
1178         } else if (count == 1) {
1179                 owner = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner));
1180                 while ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != 0 &&
1181                        (owner & UMUTEX_CONTESTED) == 0) {
1182                         old = casuword32(&m->m_owner, owner,
1183                             owner|UMUTEX_CONTESTED);
1184                         if (old == owner)
1185                                 break;
1186                         owner = old;
1187                         if (old == -1)
1188                                 break;
1189                         error = umtxq_check_susp(td);
1190                         if (error != 0)
1191                                 break;
1192                 }
1193         }
1194         umtxq_lock(&key);
1195         if (owner == -1) {
1196                 error = EFAULT;
1197                 umtxq_signal(&key, INT_MAX);
1198         }
1199         else if (count != 0 && (owner & ~UMUTEX_CONTESTED) == 0)
1200                 umtxq_signal(&key, 1);
1201         umtxq_unbusy(&key);
1202         umtxq_unlock(&key);
1203         umtx_key_release(&key);
1204         return (error);
1205 }
1206
1207 static inline struct umtx_pi *
1208 umtx_pi_alloc(int flags)
1209 {
1210         struct umtx_pi *pi;
1211
1212         pi = uma_zalloc(umtx_pi_zone, M_ZERO | flags);
1213         TAILQ_INIT(&pi->pi_blocked);
1214         atomic_add_int(&umtx_pi_allocated, 1);
1215         return (pi);
1216 }
1217
1218 static inline void
1219 umtx_pi_free(struct umtx_pi *pi)
1220 {
1221         uma_zfree(umtx_pi_zone, pi);
1222         atomic_add_int(&umtx_pi_allocated, -1);
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Adjust the thread's position on a pi_state after its priority has been
1227  * changed.
1228  */
1229 static int
1230 umtx_pi_adjust_thread(struct umtx_pi *pi, struct thread *td)
1231 {
1232         struct umtx_q *uq, *uq1, *uq2;
1233         struct thread *td1;
1234
1235         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1236         if (pi == NULL)
1237                 return (0);
1238
1239         uq = td->td_umtxq;
1240
1241         /*
1242          * Check if the thread needs to be moved on the blocked chain.
1243          * It needs to be moved if either its priority is lower than
1244          * the previous thread or higher than the next thread.
1245          */
1246         uq1 = TAILQ_PREV(uq, umtxq_head, uq_lockq);
1247         uq2 = TAILQ_NEXT(uq, uq_lockq);
1248         if ((uq1 != NULL && UPRI(td) < UPRI(uq1->uq_thread)) ||
1249             (uq2 != NULL && UPRI(td) > UPRI(uq2->uq_thread))) {
1250                 /*
1251                  * Remove thread from blocked chain and determine where
1252                  * it should be moved to.
1253                  */
1254                 TAILQ_REMOVE(&pi->pi_blocked, uq, uq_lockq);
1255                 TAILQ_FOREACH(uq1, &pi->pi_blocked, uq_lockq) {
1256                         td1 = uq1->uq_thread;
1257                         MPASS(td1->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
1258                         if (UPRI(td1) > UPRI(td))
1259                                 break;
1260                 }
1261
1262                 if (uq1 == NULL)
1263                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pi->pi_blocked, uq, uq_lockq);
1264                 else
1265                         TAILQ_INSERT_BEFORE(uq1, uq, uq_lockq);
1266         }
1267         return (1);
1268 }
1269
1270 /*
1271  * Propagate priority when a thread is blocked on POSIX
1272  * PI mutex.
1273  */
1274 static void
1275 umtx_propagate_priority(struct thread *td)
1276 {
1277         struct umtx_q *uq;
1278         struct umtx_pi *pi;
1279         int pri;
1280
1281         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1282         pri = UPRI(td);
1283         uq = td->td_umtxq;
1284         pi = uq->uq_pi_blocked;
1285         if (pi == NULL)
1286                 return;
1287
1288         for (;;) {
1289                 td = pi->pi_owner;
1290                 if (td == NULL || td == curthread)
1291                         return;
1292
1293                 MPASS(td->td_proc != NULL);
1294                 MPASS(td->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
1295
1296                 thread_lock(td);
1297                 if (td->td_lend_user_pri > pri)
1298                         sched_lend_user_prio(td, pri);
1299                 else {
1300                         thread_unlock(td);
1301                         break;
1302                 }
1303                 thread_unlock(td);
1304
1305                 /*
1306                  * Pick up the lock that td is blocked on.
1307                  */
1308                 uq = td->td_umtxq;
1309                 pi = uq->uq_pi_blocked;
1310                 if (pi == NULL)
1311                         break;
1312                 /* Resort td on the list if needed. */
1313                 umtx_pi_adjust_thread(pi, td);
1314         }
1315 }
1316
1317 /*
1318  * Unpropagate priority for a PI mutex when a thread blocked on
1319  * it is interrupted by signal or resumed by others.
1320  */
1321 static void
1322 umtx_repropagate_priority(struct umtx_pi *pi)
1323 {
1324         struct umtx_q *uq, *uq_owner;
1325         struct umtx_pi *pi2;
1326         int pri;
1327
1328         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1329
1330         while (pi != NULL && pi->pi_owner != NULL) {
1331                 pri = PRI_MAX;
1332                 uq_owner = pi->pi_owner->td_umtxq;
1333
1334                 TAILQ_FOREACH(pi2, &uq_owner->uq_pi_contested, pi_link) {
1335                         uq = TAILQ_FIRST(&pi2->pi_blocked);
1336                         if (uq != NULL) {
1337                                 if (pri > UPRI(uq->uq_thread))
1338                                         pri = UPRI(uq->uq_thread);
1339                         }
1340                 }
1341
1342                 if (pri > uq_owner->uq_inherited_pri)
1343                         pri = uq_owner->uq_inherited_pri;
1344                 thread_lock(pi->pi_owner);
1345                 sched_lend_user_prio(pi->pi_owner, pri);
1346                 thread_unlock(pi->pi_owner);
1347                 if ((pi = uq_owner->uq_pi_blocked) != NULL)
1348                         umtx_pi_adjust_thread(pi, uq_owner->uq_thread);
1349         }
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Insert a PI mutex into owned list.
1354  */
1355 static void
1356 umtx_pi_setowner(struct umtx_pi *pi, struct thread *owner)
1357 {
1358         struct umtx_q *uq_owner;
1359
1360         uq_owner = owner->td_umtxq;
1361         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1362         if (pi->pi_owner != NULL)
1363                 panic("pi_ower != NULL");
1364         pi->pi_owner = owner;
1365         TAILQ_INSERT_TAIL(&uq_owner->uq_pi_contested, pi, pi_link);
1366 }
1367
1368 /*
1369  * Claim ownership of a PI mutex.
1370  */
1371 static int
1372 umtx_pi_claim(struct umtx_pi *pi, struct thread *owner)
1373 {
1374         struct umtx_q *uq, *uq_owner;
1375
1376         uq_owner = owner->td_umtxq;
1377         mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1378         if (pi->pi_owner == owner) {
1379                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1380                 return (0);
1381         }
1382
1383         if (pi->pi_owner != NULL) {
1384                 /*
1385                  * userland may have already messed the mutex, sigh.
1386                  */
1387                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1388                 return (EPERM);
1389         }
1390         umtx_pi_setowner(pi, owner);
1391         uq = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
1392         if (uq != NULL) {
1393                 int pri;
1394
1395                 pri = UPRI(uq->uq_thread);
1396                 thread_lock(owner);
1397                 if (pri < UPRI(owner))
1398                         sched_lend_user_prio(owner, pri);
1399                 thread_unlock(owner);
1400         }
1401         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1402         return (0);
1403 }
1404
1405 /*
1406  * Adjust a thread's order position in its blocked PI mutex,
1407  * this may result new priority propagating process.
1408  */
1409 void
1410 umtx_pi_adjust(struct thread *td, u_char oldpri)
1411 {
1412         struct umtx_q *uq;
1413         struct umtx_pi *pi;
1414
1415         uq = td->td_umtxq;
1416         mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1417         /*
1418          * Pick up the lock that td is blocked on.
1419          */
1420         pi = uq->uq_pi_blocked;
1421         if (pi != NULL) {
1422                 umtx_pi_adjust_thread(pi, td);
1423                 umtx_repropagate_priority(pi);
1424         }
1425         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1426 }
1427
1428 /*
1429  * Sleep on a PI mutex.
1430  */
1431 static int
1432 umtxq_sleep_pi(struct umtx_q *uq, struct umtx_pi *pi,
1433         uint32_t owner, const char *wmesg, struct abs_timeout *timo)
1434 {
1435         struct umtxq_chain *uc;
1436         struct thread *td, *td1;
1437         struct umtx_q *uq1;
1438         int pri;
1439         int error = 0;
1440
1441         td = uq->uq_thread;
1442         KASSERT(td == curthread, ("inconsistent uq_thread"));
1443         uc = umtxq_getchain(&uq->uq_key);
1444         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
1445         UMTXQ_BUSY_ASSERT(uc);
1446         umtxq_insert(uq);
1447         mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1448         if (pi->pi_owner == NULL) {
1449                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1450                 /* XXX Only look up thread in current process. */
1451                 td1 = tdfind(owner, curproc->p_pid);
1452                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1453                 if (td1 != NULL) {
1454                         if (pi->pi_owner == NULL)
1455                                 umtx_pi_setowner(pi, td1);
1456                         PROC_UNLOCK(td1->td_proc);
1457                 }
1458         }
1459
1460         TAILQ_FOREACH(uq1, &pi->pi_blocked, uq_lockq) {
1461                 pri = UPRI(uq1->uq_thread);
1462                 if (pri > UPRI(td))
1463                         break;
1464         }
1465
1466         if (uq1 != NULL)
1467                 TAILQ_INSERT_BEFORE(uq1, uq, uq_lockq);
1468         else
1469                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pi->pi_blocked, uq, uq_lockq);
1470
1471         uq->uq_pi_blocked = pi;
1472         thread_lock(td);
1473         td->td_flags |= TDF_UPIBLOCKED;
1474         thread_unlock(td);
1475         umtx_propagate_priority(td);
1476         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1477         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1478
1479         error = umtxq_sleep(uq, wmesg, timo);
1480         umtxq_remove(uq);
1481
1482         mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1483         uq->uq_pi_blocked = NULL;
1484         thread_lock(td);
1485         td->td_flags &= ~TDF_UPIBLOCKED;
1486         thread_unlock(td);
1487         TAILQ_REMOVE(&pi->pi_blocked, uq, uq_lockq);
1488         umtx_repropagate_priority(pi);
1489         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1490         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1491
1492         return (error);
1493 }
1494
1495 /*
1496  * Add reference count for a PI mutex.
1497  */
1498 static void
1499 umtx_pi_ref(struct umtx_pi *pi)
1500 {
1501         struct umtxq_chain *uc;
1502
1503         uc = umtxq_getchain(&pi->pi_key);
1504         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
1505         pi->pi_refcount++;
1506 }
1507
1508 /*
1509  * Decrease reference count for a PI mutex, if the counter
1510  * is decreased to zero, its memory space is freed.
1511  */
1512 static void
1513 umtx_pi_unref(struct umtx_pi *pi)
1514 {
1515         struct umtxq_chain *uc;
1516
1517         uc = umtxq_getchain(&pi->pi_key);
1518         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
1519         KASSERT(pi->pi_refcount > 0, ("invalid reference count"));
1520         if (--pi->pi_refcount == 0) {
1521                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1522                 if (pi->pi_owner != NULL) {
1523                         TAILQ_REMOVE(&pi->pi_owner->td_umtxq->uq_pi_contested,
1524                                 pi, pi_link);
1525                         pi->pi_owner = NULL;
1526                 }
1527                 KASSERT(TAILQ_EMPTY(&pi->pi_blocked),
1528                         ("blocked queue not empty"));
1529                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1530                 TAILQ_REMOVE(&uc->uc_pi_list, pi, pi_hashlink);
1531                 umtx_pi_free(pi);
1532         }
1533 }
1534
1535 /*
1536  * Find a PI mutex in hash table.
1537  */
1538 static struct umtx_pi *
1539 umtx_pi_lookup(struct umtx_key *key)
1540 {
1541         struct umtxq_chain *uc;
1542         struct umtx_pi *pi;
1543
1544         uc = umtxq_getchain(key);
1545         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
1546
1547         TAILQ_FOREACH(pi, &uc->uc_pi_list, pi_hashlink) {
1548                 if (umtx_key_match(&pi->pi_key, key)) {
1549                         return (pi);
1550                 }
1551         }
1552         return (NULL);
1553 }
1554
1555 /*
1556  * Insert a PI mutex into hash table.
1557  */
1558 static inline void
1559 umtx_pi_insert(struct umtx_pi *pi)
1560 {
1561         struct umtxq_chain *uc;
1562
1563         uc = umtxq_getchain(&pi->pi_key);
1564         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
1565         TAILQ_INSERT_TAIL(&uc->uc_pi_list, pi, pi_hashlink);
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Lock a PI mutex.
1570  */
1571 static int
1572 do_lock_pi(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags,
1573     struct _umtx_time *timeout, int try)
1574 {
1575         struct abs_timeout timo;
1576         struct umtx_q *uq;
1577         struct umtx_pi *pi, *new_pi;
1578         uint32_t id, owner, old;
1579         int error;
1580
1581         id = td->td_tid;
1582         uq = td->td_umtxq;
1583
1584         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_PI_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
1585             &uq->uq_key)) != 0)
1586                 return (error);
1587
1588         if (timeout != NULL)
1589                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
1590
1591         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1592         pi = umtx_pi_lookup(&uq->uq_key);
1593         if (pi == NULL) {
1594                 new_pi = umtx_pi_alloc(M_NOWAIT);
1595                 if (new_pi == NULL) {
1596                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1597                         new_pi = umtx_pi_alloc(M_WAITOK);
1598                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1599                         pi = umtx_pi_lookup(&uq->uq_key);
1600                         if (pi != NULL) {
1601                                 umtx_pi_free(new_pi);
1602                                 new_pi = NULL;
1603                         }
1604                 }
1605                 if (new_pi != NULL) {
1606                         new_pi->pi_key = uq->uq_key;
1607                         umtx_pi_insert(new_pi);
1608                         pi = new_pi;
1609                 }
1610         }
1611         umtx_pi_ref(pi);
1612         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1613
1614         /*
1615          * Care must be exercised when dealing with umtx structure.  It
1616          * can fault on any access.
1617          */
1618         for (;;) {
1619                 /*
1620                  * Try the uncontested case.  This should be done in userland.
1621                  */
1622                 owner = casuword32(&m->m_owner, UMUTEX_UNOWNED, id);
1623
1624                 /* The acquire succeeded. */
1625                 if (owner == UMUTEX_UNOWNED) {
1626                         error = 0;
1627                         break;
1628                 }
1629
1630                 /* The address was invalid. */
1631                 if (owner == -1) {
1632                         error = EFAULT;
1633                         break;
1634                 }
1635
1636                 /* If no one owns it but it is contested try to acquire it. */
1637                 if (owner == UMUTEX_CONTESTED) {
1638                         owner = casuword32(&m->m_owner,
1639                             UMUTEX_CONTESTED, id | UMUTEX_CONTESTED);
1640
1641                         if (owner == UMUTEX_CONTESTED) {
1642                                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1643                                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
1644                                 error = umtx_pi_claim(pi, td);
1645                                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1646                                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1647                                 break;
1648                         }
1649
1650                         /* The address was invalid. */
1651                         if (owner == -1) {
1652                                 error = EFAULT;
1653                                 break;
1654                         }
1655
1656                         error = umtxq_check_susp(td);
1657                         if (error != 0)
1658                                 break;
1659
1660                         /* If this failed the lock has changed, restart. */
1661                         continue;
1662                 }
1663
1664                 if (try != 0) {
1665                         error = EBUSY;
1666                         break;
1667                 }
1668
1669                 /*
1670                  * If we caught a signal, we have retried and now
1671                  * exit immediately.
1672                  */
1673                 if (error != 0)
1674                         break;
1675
1676                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1677                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
1678                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1679
1680                 /*
1681                  * Set the contested bit so that a release in user space
1682                  * knows to use the system call for unlock.  If this fails
1683                  * either some one else has acquired the lock or it has been
1684                  * released.
1685                  */
1686                 old = casuword32(&m->m_owner, owner, owner | UMUTEX_CONTESTED);
1687
1688                 /* The address was invalid. */
1689                 if (old == -1) {
1690                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1691                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1692                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1693                         error = EFAULT;
1694                         break;
1695                 }
1696
1697                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1698                 /*
1699                  * We set the contested bit, sleep. Otherwise the lock changed
1700                  * and we need to retry or we lost a race to the thread
1701                  * unlocking the umtx.
1702                  */
1703                 if (old == owner) {
1704                         error = umtxq_sleep_pi(uq, pi, owner & ~UMUTEX_CONTESTED,
1705                             "umtxpi", timeout == NULL ? NULL : &timo);
1706                         if (error != 0)
1707                                 continue;
1708                 } else {
1709                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1710                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1711                 }
1712
1713                 error = umtxq_check_susp(td);
1714                 if (error != 0)
1715                         break;
1716         }
1717
1718         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1719         umtx_pi_unref(pi);
1720         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1721
1722         umtx_key_release(&uq->uq_key);
1723         return (error);
1724 }
1725
1726 /*
1727  * Unlock a PI mutex.
1728  */
1729 static int
1730 do_unlock_pi(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags)
1731 {
1732         struct umtx_key key;
1733         struct umtx_q *uq_first, *uq_first2, *uq_me;
1734         struct umtx_pi *pi, *pi2;
1735         uint32_t owner, old, id;
1736         int error;
1737         int count;
1738         int pri;
1739
1740         id = td->td_tid;
1741         /*
1742          * Make sure we own this mtx.
1743          */
1744         owner = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner));
1745         if (owner == -1)
1746                 return (EFAULT);
1747
1748         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != id)
1749                 return (EPERM);
1750
1751         /* This should be done in userland */
1752         if ((owner & UMUTEX_CONTESTED) == 0) {
1753                 old = casuword32(&m->m_owner, owner, UMUTEX_UNOWNED);
1754                 if (old == -1)
1755                         return (EFAULT);
1756                 if (old == owner)
1757                         return (0);
1758                 owner = old;
1759         }
1760
1761         /* We should only ever be in here for contested locks */
1762         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_PI_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
1763             &key)) != 0)
1764                 return (error);
1765
1766         umtxq_lock(&key);
1767         umtxq_busy(&key);
1768         count = umtxq_count_pi(&key, &uq_first);
1769         if (uq_first != NULL) {
1770                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1771                 pi = uq_first->uq_pi_blocked;
1772                 KASSERT(pi != NULL, ("pi == NULL?"));
1773                 if (pi->pi_owner != curthread) {
1774                         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1775                         umtxq_unbusy(&key);
1776                         umtxq_unlock(&key);
1777                         umtx_key_release(&key);
1778                         /* userland messed the mutex */
1779                         return (EPERM);
1780                 }
1781                 uq_me = curthread->td_umtxq;
1782                 pi->pi_owner = NULL;
1783                 TAILQ_REMOVE(&uq_me->uq_pi_contested, pi, pi_link);
1784                 /* get highest priority thread which is still sleeping. */
1785                 uq_first = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
1786                 while (uq_first != NULL &&
1787                        (uq_first->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0) {
1788                         uq_first = TAILQ_NEXT(uq_first, uq_lockq);
1789                 }
1790                 pri = PRI_MAX;
1791                 TAILQ_FOREACH(pi2, &uq_me->uq_pi_contested, pi_link) {
1792                         uq_first2 = TAILQ_FIRST(&pi2->pi_blocked);
1793                         if (uq_first2 != NULL) {
1794                                 if (pri > UPRI(uq_first2->uq_thread))
1795                                         pri = UPRI(uq_first2->uq_thread);
1796                         }
1797                 }
1798                 thread_lock(curthread);
1799                 sched_lend_user_prio(curthread, pri);
1800                 thread_unlock(curthread);
1801                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1802                 if (uq_first)
1803                         umtxq_signal_thread(uq_first);
1804         }
1805         umtxq_unlock(&key);
1806
1807         /*
1808          * When unlocking the umtx, it must be marked as unowned if
1809          * there is zero or one thread only waiting for it.
1810          * Otherwise, it must be marked as contested.
1811          */
1812         old = casuword32(&m->m_owner, owner,
1813                 count <= 1 ? UMUTEX_UNOWNED : UMUTEX_CONTESTED);
1814
1815         umtxq_lock(&key);
1816         umtxq_unbusy(&key);
1817         umtxq_unlock(&key);
1818         umtx_key_release(&key);
1819         if (old == -1)
1820                 return (EFAULT);
1821         if (old != owner)
1822                 return (EINVAL);
1823         return (0);
1824 }
1825
1826 /*
1827  * Lock a PP mutex.
1828  */
1829 static int
1830 do_lock_pp(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags,
1831     struct _umtx_time *timeout, int try)
1832 {
1833         struct abs_timeout timo;
1834         struct umtx_q *uq, *uq2;
1835         struct umtx_pi *pi;
1836         uint32_t ceiling;
1837         uint32_t owner, id;
1838         int error, pri, old_inherited_pri, su;
1839
1840         id = td->td_tid;
1841         uq = td->td_umtxq;
1842         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_PP_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
1843             &uq->uq_key)) != 0)
1844                 return (error);
1845
1846         if (timeout != NULL)
1847                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
1848
1849         su = (priv_check(td, PRIV_SCHED_RTPRIO) == 0);
1850         for (;;) {
1851                 old_inherited_pri = uq->uq_inherited_pri;
1852                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1853                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
1854                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1855
1856                 ceiling = RTP_PRIO_MAX - fuword32(&m->m_ceilings[0]);
1857                 if (ceiling > RTP_PRIO_MAX) {
1858                         error = EINVAL;
1859                         goto out;
1860                 }
1861
1862                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1863                 if (UPRI(td) < PRI_MIN_REALTIME + ceiling) {
1864                         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1865                         error = EINVAL;
1866                         goto out;
1867                 }
1868                 if (su && PRI_MIN_REALTIME + ceiling < uq->uq_inherited_pri) {
1869                         uq->uq_inherited_pri = PRI_MIN_REALTIME + ceiling;
1870                         thread_lock(td);
1871                         if (uq->uq_inherited_pri < UPRI(td))
1872                                 sched_lend_user_prio(td, uq->uq_inherited_pri);
1873                         thread_unlock(td);
1874                 }
1875                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1876
1877                 owner = casuword32(&m->m_owner,
1878                     UMUTEX_CONTESTED, id | UMUTEX_CONTESTED);
1879
1880                 if (owner == UMUTEX_CONTESTED) {
1881                         error = 0;
1882                         break;
1883                 }
1884
1885                 /* The address was invalid. */
1886                 if (owner == -1) {
1887                         error = EFAULT;
1888                         break;
1889                 }
1890
1891                 if (try != 0) {
1892                         error = EBUSY;
1893                         break;
1894                 }
1895
1896                 /*
1897                  * If we caught a signal, we have retried and now
1898                  * exit immediately.
1899                  */
1900                 if (error != 0)
1901                         break;
1902
1903                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1904                 umtxq_insert(uq);
1905                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1906                 error = umtxq_sleep(uq, "umtxpp", timeout == NULL ?
1907                     NULL : &timo);
1908                 umtxq_remove(uq);
1909                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1910
1911                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1912                 uq->uq_inherited_pri = old_inherited_pri;
1913                 pri = PRI_MAX;
1914                 TAILQ_FOREACH(pi, &uq->uq_pi_contested, pi_link) {
1915                         uq2 = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
1916                         if (uq2 != NULL) {
1917                                 if (pri > UPRI(uq2->uq_thread))
1918                                         pri = UPRI(uq2->uq_thread);
1919                         }
1920                 }
1921                 if (pri > uq->uq_inherited_pri)
1922                         pri = uq->uq_inherited_pri;
1923                 thread_lock(td);
1924                 sched_lend_user_prio(td, pri);
1925                 thread_unlock(td);
1926                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1927         }
1928
1929         if (error != 0) {
1930                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1931                 uq->uq_inherited_pri = old_inherited_pri;
1932                 pri = PRI_MAX;
1933                 TAILQ_FOREACH(pi, &uq->uq_pi_contested, pi_link) {
1934                         uq2 = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
1935                         if (uq2 != NULL) {
1936                                 if (pri > UPRI(uq2->uq_thread))
1937                                         pri = UPRI(uq2->uq_thread);
1938                         }
1939                 }
1940                 if (pri > uq->uq_inherited_pri)
1941                         pri = uq->uq_inherited_pri;
1942                 thread_lock(td);
1943                 sched_lend_user_prio(td, pri);
1944                 thread_unlock(td);
1945                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1946         }
1947
1948 out:
1949         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1950         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1951         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1952         umtx_key_release(&uq->uq_key);
1953         return (error);
1954 }
1955
1956 /*
1957  * Unlock a PP mutex.
1958  */
1959 static int
1960 do_unlock_pp(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags)
1961 {
1962         struct umtx_key key;
1963         struct umtx_q *uq, *uq2;
1964         struct umtx_pi *pi;
1965         uint32_t owner, id;
1966         uint32_t rceiling;
1967         int error, pri, new_inherited_pri, su;
1968
1969         id = td->td_tid;
1970         uq = td->td_umtxq;
1971         su = (priv_check(td, PRIV_SCHED_RTPRIO) == 0);
1972
1973         /*
1974          * Make sure we own this mtx.
1975          */
1976         owner = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner));
1977         if (owner == -1)
1978                 return (EFAULT);
1979
1980         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != id)
1981                 return (EPERM);
1982
1983         error = copyin(&m->m_ceilings[1], &rceiling, sizeof(uint32_t));
1984         if (error != 0)
1985                 return (error);
1986
1987         if (rceiling == -1)
1988                 new_inherited_pri = PRI_MAX;
1989         else {
1990                 rceiling = RTP_PRIO_MAX - rceiling;
1991                 if (rceiling > RTP_PRIO_MAX)
1992                         return (EINVAL);
1993                 new_inherited_pri = PRI_MIN_REALTIME + rceiling;
1994         }
1995
1996         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_PP_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
1997             &key)) != 0)
1998                 return (error);
1999         umtxq_lock(&key);
2000         umtxq_busy(&key);
2001         umtxq_unlock(&key);
2002         /*
2003          * For priority protected mutex, always set unlocked state
2004          * to UMUTEX_CONTESTED, so that userland always enters kernel
2005          * to lock the mutex, it is necessary because thread priority
2006          * has to be adjusted for such mutex.
2007          */
2008         error = suword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner),
2009                 UMUTEX_CONTESTED);
2010
2011         umtxq_lock(&key);
2012         if (error == 0)
2013                 umtxq_signal(&key, 1);
2014         umtxq_unbusy(&key);
2015         umtxq_unlock(&key);
2016
2017         if (error == -1)
2018                 error = EFAULT;
2019         else {
2020                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
2021                 if (su != 0)
2022                         uq->uq_inherited_pri = new_inherited_pri;
2023                 pri = PRI_MAX;
2024                 TAILQ_FOREACH(pi, &uq->uq_pi_contested, pi_link) {
2025                         uq2 = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
2026                         if (uq2 != NULL) {
2027                                 if (pri > UPRI(uq2->uq_thread))
2028                                         pri = UPRI(uq2->uq_thread);
2029                         }
2030                 }
2031                 if (pri > uq->uq_inherited_pri)
2032                         pri = uq->uq_inherited_pri;
2033                 thread_lock(td);
2034                 sched_lend_user_prio(td, pri);
2035                 thread_unlock(td);
2036                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
2037         }
2038         umtx_key_release(&key);
2039         return (error);
2040 }
2041
2042 static int
2043 do_set_ceiling(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t ceiling,
2044         uint32_t *old_ceiling)
2045 {
2046         struct umtx_q *uq;
2047         uint32_t save_ceiling;
2048         uint32_t owner, id;
2049         uint32_t flags;
2050         int error;
2051
2052         flags = fuword32(&m->m_flags);
2053         if ((flags & UMUTEX_PRIO_PROTECT) == 0)
2054                 return (EINVAL);
2055         if (ceiling > RTP_PRIO_MAX)
2056                 return (EINVAL);
2057         id = td->td_tid;
2058         uq = td->td_umtxq;
2059         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_PP_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
2060            &uq->uq_key)) != 0)
2061                 return (error);
2062         for (;;) {
2063                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2064                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2065                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2066
2067                 save_ceiling = fuword32(&m->m_ceilings[0]);
2068
2069                 owner = casuword32(&m->m_owner,
2070                     UMUTEX_CONTESTED, id | UMUTEX_CONTESTED);
2071
2072                 if (owner == UMUTEX_CONTESTED) {
2073                         suword32(&m->m_ceilings[0], ceiling);
2074                         suword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner),
2075                                 UMUTEX_CONTESTED);
2076                         error = 0;
2077                         break;
2078                 }
2079
2080                 /* The address was invalid. */
2081                 if (owner == -1) {
2082                         error = EFAULT;
2083                         break;
2084                 }
2085
2086                 if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) == id) {
2087                         suword32(&m->m_ceilings[0], ceiling);
2088                         error = 0;
2089                         break;
2090                 }
2091
2092                 /*
2093                  * If we caught a signal, we have retried and now
2094                  * exit immediately.
2095                  */
2096                 if (error != 0)
2097                         break;
2098
2099                 /*
2100                  * We set the contested bit, sleep. Otherwise the lock changed
2101                  * and we need to retry or we lost a race to the thread
2102                  * unlocking the umtx.
2103                  */
2104                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2105                 umtxq_insert(uq);
2106                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2107                 error = umtxq_sleep(uq, "umtxpp", NULL);
2108                 umtxq_remove(uq);
2109                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2110         }
2111         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2112         if (error == 0)
2113                 umtxq_signal(&uq->uq_key, INT_MAX);
2114         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2115         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2116         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2117         if (error == 0 && old_ceiling != NULL)
2118                 suword32(old_ceiling, save_ceiling);
2119         return (error);
2120 }
2121
2122 /*
2123  * Lock a userland POSIX mutex.
2124  */
2125 static int
2126 do_lock_umutex(struct thread *td, struct umutex *m,
2127     struct _umtx_time *timeout, int mode)
2128 {
2129         uint32_t flags;
2130         int error;
2131
2132         flags = fuword32(&m->m_flags);
2133         if (flags == -1)
2134                 return (EFAULT);
2135
2136         switch(flags & (UMUTEX_PRIO_INHERIT | UMUTEX_PRIO_PROTECT)) {
2137         case 0:
2138                 error = do_lock_normal(td, m, flags, timeout, mode);
2139                 break;
2140         case UMUTEX_PRIO_INHERIT:
2141                 error = do_lock_pi(td, m, flags, timeout, mode);
2142                 break;
2143         case UMUTEX_PRIO_PROTECT:
2144                 error = do_lock_pp(td, m, flags, timeout, mode);
2145                 break;
2146         default:
2147                 return (EINVAL);
2148         }
2149         if (timeout == NULL) {
2150                 if (error == EINTR && mode != _UMUTEX_WAIT)
2151                         error = ERESTART;
2152         } else {
2153                 /* Timed-locking is not restarted. */
2154                 if (error == ERESTART)
2155                         error = EINTR;
2156         }
2157         return (error);
2158 }
2159
2160 /*
2161  * Unlock a userland POSIX mutex.
2162  */
2163 static int
2164 do_unlock_umutex(struct thread *td, struct umutex *m)
2165 {
2166         uint32_t flags;
2167
2168         flags = fuword32(&m->m_flags);
2169         if (flags == -1)
2170                 return (EFAULT);
2171
2172         switch(flags & (UMUTEX_PRIO_INHERIT | UMUTEX_PRIO_PROTECT)) {
2173         case 0:
2174                 return (do_unlock_normal(td, m, flags));
2175         case UMUTEX_PRIO_INHERIT:
2176                 return (do_unlock_pi(td, m, flags));
2177         case UMUTEX_PRIO_PROTECT:
2178                 return (do_unlock_pp(td, m, flags));
2179         }
2180
2181         return (EINVAL);
2182 }
2183
2184 static int
2185 do_cv_wait(struct thread *td, struct ucond *cv, struct umutex *m,
2186         struct timespec *timeout, u_long wflags)
2187 {
2188         struct abs_timeout timo;
2189         struct umtx_q *uq;
2190         uint32_t flags;
2191         uint32_t clockid;
2192         int error;
2193
2194         uq = td->td_umtxq;
2195         flags = fuword32(&cv->c_flags);
2196         error = umtx_key_get(cv, TYPE_CV, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
2197         if (error != 0)
2198                 return (error);
2199
2200         if ((wflags & CVWAIT_CLOCKID) != 0) {
2201                 clockid = fuword32(&cv->c_clockid);
2202                 if (clockid < CLOCK_REALTIME ||
2203                     clockid >= CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID) {
2204                         /* hmm, only HW clock id will work. */
2205                         return (EINVAL);
2206                 }
2207         } else {
2208                 clockid = CLOCK_REALTIME;
2209         }
2210
2211         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2212         umtxq_busy(&uq->uq_key);
2213         umtxq_insert(uq);
2214         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2215
2216         /*
2217          * Set c_has_waiters to 1 before releasing user mutex, also
2218          * don't modify cache line when unnecessary.
2219          */
2220         if (fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &cv->c_has_waiters)) == 0)
2221                 suword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &cv->c_has_waiters), 1);
2222
2223         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2224         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2225         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2226
2227         error = do_unlock_umutex(td, m);
2228
2229         if (timeout != NULL)
2230                 abs_timeout_init(&timo, clockid, ((wflags & CVWAIT_ABSTIME) != 0),
2231                         timeout);
2232
2233         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2234         if (error == 0) {
2235                 error = umtxq_sleep(uq, "ucond", timeout == NULL ?
2236                     NULL : &timo);
2237         }
2238
2239         if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0)
2240                 error = 0;
2241         else {
2242                 /*
2243                  * This must be timeout,interrupted by signal or
2244                  * surprious wakeup, clear c_has_waiter flag when
2245                  * necessary.
2246                  */
2247                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2248                 if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) != 0) {
2249                         int oldlen = uq->uq_cur_queue->length;
2250                         umtxq_remove(uq);
2251                         if (oldlen == 1) {
2252                                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2253                                 suword32(
2254                                     __DEVOLATILE(uint32_t *,
2255                                          &cv->c_has_waiters), 0);
2256                                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2257                         }
2258                 }
2259                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2260                 if (error == ERESTART)
2261                         error = EINTR;
2262         }
2263
2264         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2265         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2266         return (error);
2267 }
2268
2269 /*
2270  * Signal a userland condition variable.
2271  */
2272 static int
2273 do_cv_signal(struct thread *td, struct ucond *cv)
2274 {
2275         struct umtx_key key;
2276         int error, cnt, nwake;
2277         uint32_t flags;
2278
2279         flags = fuword32(&cv->c_flags);
2280         if ((error = umtx_key_get(cv, TYPE_CV, GET_SHARE(flags), &key)) != 0)
2281                 return (error);
2282         umtxq_lock(&key);
2283         umtxq_busy(&key);
2284         cnt = umtxq_count(&key);
2285         nwake = umtxq_signal(&key, 1);
2286         if (cnt <= nwake) {
2287                 umtxq_unlock(&key);
2288                 error = suword32(
2289                     __DEVOLATILE(uint32_t *, &cv->c_has_waiters), 0);
2290                 umtxq_lock(&key);
2291         }
2292         umtxq_unbusy(&key);
2293         umtxq_unlock(&key);
2294         umtx_key_release(&key);
2295         return (error);
2296 }
2297
2298 static int
2299 do_cv_broadcast(struct thread *td, struct ucond *cv)
2300 {
2301         struct umtx_key key;
2302         int error;
2303         uint32_t flags;
2304
2305         flags = fuword32(&cv->c_flags);
2306         if ((error = umtx_key_get(cv, TYPE_CV, GET_SHARE(flags), &key)) != 0)
2307                 return (error);
2308
2309         umtxq_lock(&key);
2310         umtxq_busy(&key);
2311         umtxq_signal(&key, INT_MAX);
2312         umtxq_unlock(&key);
2313
2314         error = suword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &cv->c_has_waiters), 0);
2315
2316         umtxq_lock(&key);
2317         umtxq_unbusy(&key);
2318         umtxq_unlock(&key);
2319
2320         umtx_key_release(&key);
2321         return (error);
2322 }
2323
2324 static int
2325 do_rw_rdlock(struct thread *td, struct urwlock *rwlock, long fflag, struct _umtx_time *timeout)
2326 {
2327         struct abs_timeout timo;
2328         struct umtx_q *uq;
2329         uint32_t flags, wrflags;
2330         int32_t state, oldstate;
2331         int32_t blocked_readers;
2332         int error;
2333
2334         uq = td->td_umtxq;
2335         flags = fuword32(&rwlock->rw_flags);
2336         error = umtx_key_get(rwlock, TYPE_RWLOCK, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
2337         if (error != 0)
2338                 return (error);
2339
2340         if (timeout != NULL)
2341                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
2342
2343         wrflags = URWLOCK_WRITE_OWNER;
2344         if (!(fflag & URWLOCK_PREFER_READER) && !(flags & URWLOCK_PREFER_READER))
2345                 wrflags |= URWLOCK_WRITE_WAITERS;
2346
2347         for (;;) {
2348                 state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2349                 /* try to lock it */
2350                 while (!(state & wrflags)) {
2351                         if (__predict_false(URWLOCK_READER_COUNT(state) == URWLOCK_MAX_READERS)) {
2352                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2353                                 return (EAGAIN);
2354                         }
2355                         oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state, state + 1);
2356                         if (oldstate == -1) {
2357                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2358                                 return (EFAULT);
2359                         }
2360                         if (oldstate == state) {
2361                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2362                                 return (0);
2363                         }
2364                         error = umtxq_check_susp(td);
2365                         if (error != 0)
2366                                 break;
2367                         state = oldstate;
2368                 }
2369
2370                 if (error)
2371                         break;
2372
2373                 /* grab monitor lock */
2374                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2375                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2376                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2377
2378                 /*
2379                  * re-read the state, in case it changed between the try-lock above
2380                  * and the check below
2381                  */
2382                 state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2383
2384                 /* set read contention bit */
2385                 while ((state & wrflags) && !(state & URWLOCK_READ_WAITERS)) {
2386                         oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state, state | URWLOCK_READ_WAITERS);
2387                         if (oldstate == -1) {
2388                                 error = EFAULT;
2389                                 break;
2390                         }
2391                         if (oldstate == state)
2392                                 goto sleep;
2393                         state = oldstate;
2394                         error = umtxq_check_susp(td);
2395                         if (error != 0)
2396                                 break;
2397                 }
2398                 if (error != 0) {
2399                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2400                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2401                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2402                         break;
2403                 }
2404
2405                 /* state is changed while setting flags, restart */
2406                 if (!(state & wrflags)) {
2407                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2408                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2409                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2410                         error = umtxq_check_susp(td);
2411                         if (error != 0)
2412                                 break;
2413                         continue;
2414                 }
2415
2416 sleep:
2417                 /* contention bit is set, before sleeping, increase read waiter count */
2418                 blocked_readers = fuword32(&rwlock->rw_blocked_readers);
2419                 suword32(&rwlock->rw_blocked_readers, blocked_readers+1);
2420
2421                 while (state & wrflags) {
2422                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2423                         umtxq_insert(uq);
2424                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2425
2426                         error = umtxq_sleep(uq, "urdlck", timeout == NULL ?
2427                             NULL : &timo);
2428
2429                         umtxq_busy(&uq->uq_key);
2430                         umtxq_remove(uq);
2431                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2432                         if (error)
2433                                 break;
2434                         state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2435                 }
2436
2437                 /* decrease read waiter count, and may clear read contention bit */
2438                 blocked_readers = fuword32(&rwlock->rw_blocked_readers);
2439                 suword32(&rwlock->rw_blocked_readers, blocked_readers-1);
2440                 if (blocked_readers == 1) {
2441                         state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2442                         for (;;) {
2443                                 oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state,
2444                                          state & ~URWLOCK_READ_WAITERS);
2445                                 if (oldstate == -1) {
2446                                         error = EFAULT;
2447                                         break;
2448                                 }
2449                                 if (oldstate == state)
2450                                         break;
2451                                 state = oldstate;
2452                                 error = umtxq_check_susp(td);
2453                                 if (error != 0)
2454                                         break;
2455                         }
2456                 }
2457
2458                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2459                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2460                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2461                 if (error != 0)
2462                         break;
2463         }
2464         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2465         if (error == ERESTART)
2466                 error = EINTR;
2467         return (error);
2468 }
2469
2470 static int
2471 do_rw_wrlock(struct thread *td, struct urwlock *rwlock, struct _umtx_time *timeout)
2472 {
2473         struct abs_timeout timo;
2474         struct umtx_q *uq;
2475         uint32_t flags;
2476         int32_t state, oldstate;
2477         int32_t blocked_writers;
2478         int32_t blocked_readers;
2479         int error;
2480
2481         uq = td->td_umtxq;
2482         flags = fuword32(&rwlock->rw_flags);
2483         error = umtx_key_get(rwlock, TYPE_RWLOCK, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
2484         if (error != 0)
2485                 return (error);
2486
2487         if (timeout != NULL)
2488                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
2489
2490         blocked_readers = 0;
2491         for (;;) {
2492                 state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2493                 while (!(state & URWLOCK_WRITE_OWNER) && URWLOCK_READER_COUNT(state) == 0) {
2494                         oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state, state | URWLOCK_WRITE_OWNER);
2495                         if (oldstate == -1) {
2496                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2497                                 return (EFAULT);
2498                         }
2499                         if (oldstate == state) {
2500                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2501                                 return (0);
2502                         }
2503                         state = oldstate;
2504                         error = umtxq_check_susp(td);
2505                         if (error != 0)
2506                                 break;
2507                 }
2508
2509                 if (error) {
2510                         if (!(state & (URWLOCK_WRITE_OWNER|URWLOCK_WRITE_WAITERS)) &&
2511                             blocked_readers != 0) {
2512                                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2513                                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2514                                 umtxq_signal_queue(&uq->uq_key, INT_MAX, UMTX_SHARED_QUEUE);
2515                                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2516                                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2517                         }
2518
2519                         break;
2520                 }
2521
2522                 /* grab monitor lock */
2523                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2524                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2525                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2526
2527                 /*
2528                  * re-read the state, in case it changed between the try-lock above
2529                  * and the check below
2530                  */
2531                 state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2532
2533                 while (((state & URWLOCK_WRITE_OWNER) || URWLOCK_READER_COUNT(state) != 0) &&
2534                        (state & URWLOCK_WRITE_WAITERS) == 0) {
2535                         oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state, state | URWLOCK_WRITE_WAITERS);
2536                         if (oldstate == -1) {
2537                                 error = EFAULT;
2538                                 break;
2539                         }
2540                         if (oldstate == state)
2541                                 goto sleep;
2542                         state = oldstate;
2543                         error = umtxq_check_susp(td);
2544                         if (error != 0)
2545                                 break;
2546                 }
2547                 if (error != 0) {
2548                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2549                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2550                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2551                         break;
2552                 }
2553
2554                 if (!(state & URWLOCK_WRITE_OWNER) && URWLOCK_READER_COUNT(state) == 0) {
2555                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2556                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2557                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2558                         error = umtxq_check_susp(td);
2559                         if (error != 0)
2560                                 break;
2561                         continue;
2562                 }
2563 sleep:
2564                 blocked_writers = fuword32(&rwlock->rw_blocked_writers);
2565                 suword32(&rwlock->rw_blocked_writers, blocked_writers+1);
2566
2567                 while ((state & URWLOCK_WRITE_OWNER) || URWLOCK_READER_COUNT(state) != 0) {
2568                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2569                         umtxq_insert_queue(uq, UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE);
2570                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2571
2572                         error = umtxq_sleep(uq, "uwrlck", timeout == NULL ?
2573                             NULL : &timo);
2574
2575                         umtxq_busy(&uq->uq_key);
2576                         umtxq_remove_queue(uq, UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE);
2577                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2578                         if (error)
2579                                 break;
2580                         state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2581                 }
2582
2583                 blocked_writers = fuword32(&rwlock->rw_blocked_writers);
2584                 suword32(&rwlock->rw_blocked_writers, blocked_writers-1);
2585                 if (blocked_writers == 1) {
2586                         state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2587                         for (;;) {
2588                                 oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state,
2589                                          state & ~URWLOCK_WRITE_WAITERS);
2590                                 if (oldstate == -1) {
2591                                         error = EFAULT;
2592                                         break;
2593                                 }
2594                                 if (oldstate == state)
2595                                         break;
2596                                 state = oldstate;
2597                                 error = umtxq_check_susp(td);
2598                                 /*
2599                                  * We are leaving the URWLOCK_WRITE_WAITERS
2600                                  * behind, but this should not harm the
2601                                  * correctness.
2602                                  */
2603                                 if (error != 0)
2604                                         break;
2605                         }
2606                         blocked_readers = fuword32(&rwlock->rw_blocked_readers);
2607                 } else
2608                         blocked_readers = 0;
2609
2610                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2611                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2612                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2613         }
2614
2615         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2616         if (error == ERESTART)
2617                 error = EINTR;
2618         return (error);
2619 }
2620
2621 static int
2622 do_rw_unlock(struct thread *td, struct urwlock *rwlock)
2623 {
2624         struct umtx_q *uq;
2625         uint32_t flags;
2626         int32_t state, oldstate;
2627         int error, q, count;
2628
2629         uq = td->td_umtxq;
2630         flags = fuword32(&rwlock->rw_flags);
2631         error = umtx_key_get(rwlock, TYPE_RWLOCK, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
2632         if (error != 0)
2633                 return (error);
2634
2635         state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2636         if (state & URWLOCK_WRITE_OWNER) {
2637                 for (;;) {
2638                         oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state,
2639                                 state & ~URWLOCK_WRITE_OWNER);
2640                         if (oldstate == -1) {
2641                                 error = EFAULT;
2642                                 goto out;
2643                         }
2644                         if (oldstate != state) {
2645                                 state = oldstate;
2646                                 if (!(oldstate & URWLOCK_WRITE_OWNER)) {
2647                                         error = EPERM;
2648                                         goto out;
2649                                 }
2650                                 error = umtxq_check_susp(td);
2651                                 if (error != 0)
2652                                         goto out;
2653                         } else
2654                                 break;
2655                 }
2656         } else if (URWLOCK_READER_COUNT(state) != 0) {
2657                 for (;;) {
2658                         oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state,
2659                                 state - 1);
2660                         if (oldstate == -1) {
2661                                 error = EFAULT;
2662                                 goto out;
2663                         }
2664                         if (oldstate != state) {
2665                                 state = oldstate;
2666                                 if (URWLOCK_READER_COUNT(oldstate) == 0) {
2667                                         error = EPERM;
2668                                         goto out;
2669                                 }
2670                                 error = umtxq_check_susp(td);
2671                                 if (error != 0)
2672                                         goto out;
2673                         } else
2674                                 break;
2675                 }
2676         } else {
2677                 error = EPERM;
2678                 goto out;
2679         }
2680
2681         count = 0;
2682
2683         if (!(flags & URWLOCK_PREFER_READER)) {
2684                 if (state & URWLOCK_WRITE_WAITERS) {
2685                         count = 1;
2686                         q = UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE;
2687                 } else if (state & URWLOCK_READ_WAITERS) {
2688                         count = INT_MAX;
2689                         q = UMTX_SHARED_QUEUE;
2690                 }
2691         } else {
2692                 if (state & URWLOCK_READ_WAITERS) {
2693                         count = INT_MAX;
2694                         q = UMTX_SHARED_QUEUE;
2695                 } else if (state & URWLOCK_WRITE_WAITERS) {
2696                         count = 1;
2697                         q = UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE;
2698                 }
2699         }
2700
2701         if (count) {
2702                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2703                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2704                 umtxq_signal_queue(&uq->uq_key, count, q);
2705                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2706                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2707         }
2708 out:
2709         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2710         return (error);
2711 }
2712
2713 static int
2714 do_sem_wait(struct thread *td, struct _usem *sem, struct _umtx_time *timeout)
2715 {
2716         struct abs_timeout timo;
2717         struct umtx_q *uq;
2718         uint32_t flags, count;
2719         int error;
2720
2721         uq = td->td_umtxq;
2722         flags = fuword32(&sem->_flags);
2723         error = umtx_key_get(sem, TYPE_SEM, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
2724         if (error != 0)
2725                 return (error);
2726
2727         if (timeout != NULL)
2728                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
2729
2730         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2731         umtxq_busy(&uq->uq_key);
2732         umtxq_insert(uq);
2733         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2734         casuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &sem->_has_waiters), 0, 1);
2735         count = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &sem->_count));
2736         if (count != 0) {
2737                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2738                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2739                 umtxq_remove(uq);
2740                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2741                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2742                 return (0);
2743         }
2744         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2745         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2746
2747         error = umtxq_sleep(uq, "usem", timeout == NULL ? NULL : &timo);
2748
2749         if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0)
2750                 error = 0;
2751         else {
2752                 umtxq_remove(uq);
2753                 /* A relative timeout cannot be restarted. */
2754                 if (error == ERESTART && timeout != NULL &&
2755                     (timeout->_flags & UMTX_ABSTIME) == 0)
2756                         error = EINTR;
2757         }
2758         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2759         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2760         return (error);
2761 }
2762
2763 /*
2764  * Signal a userland condition variable.
2765  */
2766 static int
2767 do_sem_wake(struct thread *td, struct _usem *sem)
2768 {
2769         struct umtx_key key;
2770         int error, cnt;
2771         uint32_t flags;
2772
2773         flags = fuword32(&sem->_flags);
2774         if ((error = umtx_key_get(sem, TYPE_SEM, GET_SHARE(flags), &key)) != 0)
2775                 return (error);
2776         umtxq_lock(&key);
2777         umtxq_busy(&key);
2778         cnt = umtxq_count(&key);
2779         if (cnt > 0) {
2780                 umtxq_signal(&key, 1);
2781                 /*
2782                  * Check if count is greater than 0, this means the memory is
2783                  * still being referenced by user code, so we can safely
2784                  * update _has_waiters flag.
2785                  */
2786                 if (cnt == 1) {
2787                         umtxq_unlock(&key);
2788                         error = suword32(
2789                             __DEVOLATILE(uint32_t *, &sem->_has_waiters), 0);
2790                         umtxq_lock(&key);
2791                 }
2792         }
2793         umtxq_unbusy(&key);
2794         umtxq_unlock(&key);
2795         umtx_key_release(&key);
2796         return (error);
2797 }
2798
2799 inline int
2800 umtx_copyin_timeout(const void *addr, struct timespec *tsp)
2801 {
2802         int error;
2803
2804         error = copyin(addr, tsp, sizeof(struct timespec));
2805         if (error == 0) {
2806                 if (tsp->tv_sec < 0 ||
2807                     tsp->tv_nsec >= 1000000000 ||
2808                     tsp->tv_nsec < 0)
2809                         error = EINVAL;
2810         }
2811         return (error);
2812 }
2813
2814 static inline int
2815 umtx_copyin_umtx_time(const void *addr, size_t size, struct _umtx_time *tp)
2816 {
2817         int error;
2818
2819         if (size <= sizeof(struct timespec)) {
2820                 tp->_clockid = CLOCK_REALTIME;
2821                 tp->_flags = 0;
2822                 error = copyin(addr, &tp->_timeout, sizeof(struct timespec));
2823         } else
2824                 error = copyin(addr, tp, sizeof(struct _umtx_time));
2825         if (error != 0)
2826                 return (error);
2827         if (tp->_timeout.tv_sec < 0 ||
2828             tp->_timeout.tv_nsec >= 1000000000 || tp->_timeout.tv_nsec < 0)
2829                 return (EINVAL);
2830         return (0);
2831 }
2832
2833 static int
2834 __umtx_op_unimpl(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2835 {
2836
2837         return (EOPNOTSUPP);
2838 }
2839
2840 static int
2841 __umtx_op_wait(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2842 {
2843         struct _umtx_time timeout, *tm_p;
2844         int error;
2845
2846         if (uap->uaddr2 == NULL)
2847                 tm_p = NULL;
2848         else {
2849                 error = umtx_copyin_umtx_time(
2850                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
2851                 if (error != 0)
2852                         return (error);
2853                 tm_p = &timeout;
2854         }
2855         return do_wait(td, uap->obj, uap->val, tm_p, 0, 0);
2856 }
2857
2858 static int
2859 __umtx_op_wait_uint(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2860 {
2861         struct _umtx_time timeout, *tm_p;
2862         int error;
2863
2864         if (uap->uaddr2 == NULL)
2865                 tm_p = NULL;
2866         else {
2867                 error = umtx_copyin_umtx_time(
2868                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
2869                 if (error != 0)
2870                         return (error);
2871                 tm_p = &timeout;
2872         }
2873         return do_wait(td, uap->obj, uap->val, tm_p, 1, 0);
2874 }
2875
2876 static int
2877 __umtx_op_wait_uint_private(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2878 {
2879         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
2880         int error;
2881
2882         if (uap->uaddr2 == NULL)
2883                 tm_p = NULL;
2884         else {
2885                 error = umtx_copyin_umtx_time(
2886                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
2887                 if (error != 0)
2888                         return (error);
2889                 tm_p = &timeout;
2890         }
2891         return do_wait(td, uap->obj, uap->val, tm_p, 1, 1);
2892 }
2893
2894 static int
2895 __umtx_op_wake(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2896 {
2897         return (kern_umtx_wake(td, uap->obj, uap->val, 0));
2898 }
2899
2900 #define BATCH_SIZE      128
2901 static int
2902 __umtx_op_nwake_private(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2903 {
2904         int count = uap->val;
2905         void *uaddrs[BATCH_SIZE];
2906         char **upp = (char **)uap->obj;
2907         int tocopy;
2908         int error = 0;
2909         int i, pos = 0;
2910
2911         while (count > 0) {
2912                 tocopy = count;
2913                 if (tocopy > BATCH_SIZE)
2914                         tocopy = BATCH_SIZE;
2915                 error = copyin(upp+pos, uaddrs, tocopy * sizeof(char *));
2916                 if (error != 0)
2917                         break;
2918                 for (i = 0; i < tocopy; ++i)
2919                         kern_umtx_wake(td, uaddrs[i], INT_MAX, 1);
2920                 count -= tocopy;
2921                 pos += tocopy;
2922         }
2923         return (error);
2924 }
2925
2926 static int
2927 __umtx_op_wake_private(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2928 {
2929         return (kern_umtx_wake(td, uap->obj, uap->val, 1));
2930 }
2931
2932 static int
2933 __umtx_op_lock_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2934 {
2935         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
2936         int error;
2937
2938         /* Allow a null timespec (wait forever). */
2939         if (uap->uaddr2 == NULL)
2940                 tm_p = NULL;
2941         else {
2942                 error = umtx_copyin_umtx_time(
2943                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
2944                 if (error != 0)
2945                         return (error);
2946                 tm_p = &timeout;
2947         }
2948         return do_lock_umutex(td, uap->obj, tm_p, 0);
2949 }
2950
2951 static int
2952 __umtx_op_trylock_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2953 {
2954         return do_lock_umutex(td, uap->obj, NULL, _UMUTEX_TRY);
2955 }
2956
2957 static int
2958 __umtx_op_wait_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2959 {
2960         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
2961         int error;
2962
2963         /* Allow a null timespec (wait forever). */
2964         if (uap->uaddr2 == NULL)
2965                 tm_p = NULL;
2966         else {
2967                 error = umtx_copyin_umtx_time(
2968                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
2969                 if (error != 0)
2970                         return (error);
2971                 tm_p = &timeout;
2972         }
2973         return do_lock_umutex(td, uap->obj, tm_p, _UMUTEX_WAIT);
2974 }
2975
2976 static int
2977 __umtx_op_wake_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2978 {
2979         return do_wake_umutex(td, uap->obj);
2980 }
2981
2982 static int
2983 __umtx_op_unlock_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2984 {
2985         return do_unlock_umutex(td, uap->obj);
2986 }
2987
2988 static int
2989 __umtx_op_set_ceiling(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2990 {
2991         return do_set_ceiling(td, uap->obj, uap->val, uap->uaddr1);
2992 }
2993
2994 static int
2995 __umtx_op_cv_wait(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
2996 {
2997         struct timespec *ts, timeout;
2998         int error;
2999
3000         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3001         if (uap->uaddr2 == NULL)
3002                 ts = NULL;
3003         else {
3004                 error = umtx_copyin_timeout(uap->uaddr2, &timeout);
3005                 if (error != 0)
3006                         return (error);
3007                 ts = &timeout;
3008         }
3009         return (do_cv_wait(td, uap->obj, uap->uaddr1, ts, uap->val));
3010 }
3011
3012 static int
3013 __umtx_op_cv_signal(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3014 {
3015         return do_cv_signal(td, uap->obj);
3016 }
3017
3018 static int
3019 __umtx_op_cv_broadcast(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3020 {
3021         return do_cv_broadcast(td, uap->obj);
3022 }
3023
3024 static int
3025 __umtx_op_rw_rdlock(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3026 {
3027         struct _umtx_time timeout;
3028         int error;
3029
3030         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3031         if (uap->uaddr2 == NULL) {
3032                 error = do_rw_rdlock(td, uap->obj, uap->val, 0);
3033         } else {
3034                 error = umtx_copyin_umtx_time(uap->uaddr2,
3035                    (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3036                 if (error != 0)
3037                         return (error);
3038                 error = do_rw_rdlock(td, uap->obj, uap->val, &timeout);
3039         }
3040         return (error);
3041 }
3042
3043 static int
3044 __umtx_op_rw_wrlock(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3045 {
3046         struct _umtx_time timeout;
3047         int error;
3048
3049         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3050         if (uap->uaddr2 == NULL) {
3051                 error = do_rw_wrlock(td, uap->obj, 0);
3052         } else {
3053                 error = umtx_copyin_umtx_time(uap->uaddr2,
3054                    (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3055                 if (error != 0)
3056                         return (error);
3057
3058                 error = do_rw_wrlock(td, uap->obj, &timeout);
3059         }
3060         return (error);
3061 }
3062
3063 static int
3064 __umtx_op_rw_unlock(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3065 {
3066         return do_rw_unlock(td, uap->obj);
3067 }
3068
3069 static int
3070 __umtx_op_sem_wait(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3071 {
3072         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3073         int error;
3074
3075         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3076         if (uap->uaddr2 == NULL)
3077                 tm_p = NULL;
3078         else {
3079                 error = umtx_copyin_umtx_time(
3080                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3081                 if (error != 0)
3082                         return (error);
3083                 tm_p = &timeout;
3084         }
3085         return (do_sem_wait(td, uap->obj, tm_p));
3086 }
3087
3088 static int
3089 __umtx_op_sem_wake(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3090 {
3091         return do_sem_wake(td, uap->obj);
3092 }
3093
3094 static int
3095 __umtx_op_wake2_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3096 {
3097         return do_wake2_umutex(td, uap->obj, uap->val);
3098 }
3099
3100 typedef int (*_umtx_op_func)(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap);
3101
3102 static _umtx_op_func op_table[] = {
3103         __umtx_op_unimpl,               /* UMTX_OP_RESERVED0 */
3104         __umtx_op_unimpl,               /* UMTX_OP_RESERVED1 */
3105         __umtx_op_wait,                 /* UMTX_OP_WAIT */
3106         __umtx_op_wake,                 /* UMTX_OP_WAKE */
3107         __umtx_op_trylock_umutex,       /* UMTX_OP_MUTEX_TRYLOCK */
3108         __umtx_op_lock_umutex,          /* UMTX_OP_MUTEX_LOCK */
3109         __umtx_op_unlock_umutex,        /* UMTX_OP_MUTEX_UNLOCK */
3110         __umtx_op_set_ceiling,          /* UMTX_OP_SET_CEILING */
3111         __umtx_op_cv_wait,              /* UMTX_OP_CV_WAIT*/
3112         __umtx_op_cv_signal,            /* UMTX_OP_CV_SIGNAL */
3113         __umtx_op_cv_broadcast,         /* UMTX_OP_CV_BROADCAST */
3114         __umtx_op_wait_uint,            /* UMTX_OP_WAIT_UINT */
3115         __umtx_op_rw_rdlock,            /* UMTX_OP_RW_RDLOCK */
3116         __umtx_op_rw_wrlock,            /* UMTX_OP_RW_WRLOCK */
3117         __umtx_op_rw_unlock,            /* UMTX_OP_RW_UNLOCK */
3118         __umtx_op_wait_uint_private,    /* UMTX_OP_WAIT_UINT_PRIVATE */
3119         __umtx_op_wake_private,         /* UMTX_OP_WAKE_PRIVATE */
3120         __umtx_op_wait_umutex,          /* UMTX_OP_MUTEX_WAIT */
3121         __umtx_op_wake_umutex,          /* UMTX_OP_MUTEX_WAKE */
3122         __umtx_op_sem_wait,             /* UMTX_OP_SEM_WAIT */
3123         __umtx_op_sem_wake,             /* UMTX_OP_SEM_WAKE */
3124         __umtx_op_nwake_private,        /* UMTX_OP_NWAKE_PRIVATE */
3125         __umtx_op_wake2_umutex          /* UMTX_OP_MUTEX_WAKE2 */
3126 };
3127
3128 int
3129 sys__umtx_op(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3130 {
3131         if ((unsigned)uap->op < UMTX_OP_MAX)
3132                 return (*op_table[uap->op])(td, uap);
3133         return (EINVAL);
3134 }
3135
3136 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
3137
3138 struct timespec32 {
3139         int32_t tv_sec;
3140         int32_t tv_nsec;
3141 };
3142
3143 struct umtx_time32 {
3144         struct  timespec32      timeout;
3145         uint32_t                flags;
3146         uint32_t                clockid;
3147 };
3148
3149 static inline int
3150 umtx_copyin_timeout32(void *addr, struct timespec *tsp)
3151 {
3152         struct timespec32 ts32;
3153         int error;
3154
3155         error = copyin(addr, &ts32, sizeof(struct timespec32));
3156         if (error == 0) {
3157                 if (ts32.tv_sec < 0 ||
3158                     ts32.tv_nsec >= 1000000000 ||
3159                     ts32.tv_nsec < 0)
3160                         error = EINVAL;
3161                 else {
3162                         tsp->tv_sec = ts32.tv_sec;
3163                         tsp->tv_nsec = ts32.tv_nsec;
3164                 }
3165         }
3166         return (error);
3167 }
3168
3169 static inline int
3170 umtx_copyin_umtx_time32(const void *addr, size_t size, struct _umtx_time *tp)
3171 {
3172         struct umtx_time32 t32;
3173         int error;
3174
3175         t32.clockid = CLOCK_REALTIME;
3176         t32.flags   = 0;
3177         if (size <= sizeof(struct timespec32))
3178                 error = copyin(addr, &t32.timeout, sizeof(struct timespec32));
3179         else
3180                 error = copyin(addr, &t32, sizeof(struct umtx_time32));
3181         if (error != 0)
3182                 return (error);
3183         if (t32.timeout.tv_sec < 0 ||
3184             t32.timeout.tv_nsec >= 1000000000 || t32.timeout.tv_nsec < 0)
3185                 return (EINVAL);
3186         tp->_timeout.tv_sec = t32.timeout.tv_sec;
3187         tp->_timeout.tv_nsec = t32.timeout.tv_nsec;
3188         tp->_flags = t32.flags;
3189         tp->_clockid = t32.clockid;
3190         return (0);
3191 }
3192
3193 static int
3194 __umtx_op_wait_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3195 {
3196         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3197         int error;
3198
3199         if (uap->uaddr2 == NULL)
3200                 tm_p = NULL;
3201         else {
3202                 error = umtx_copyin_umtx_time32(uap->uaddr2,
3203                         (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3204                 if (error != 0)
3205                         return (error);
3206                 tm_p = &timeout;
3207         }
3208         return do_wait(td, uap->obj, uap->val, tm_p, 1, 0);
3209 }
3210
3211 static int
3212 __umtx_op_lock_umutex_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3213 {
3214         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3215         int error;
3216
3217         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3218         if (uap->uaddr2 == NULL)
3219                 tm_p = NULL;
3220         else {
3221                 error = umtx_copyin_umtx_time(uap->uaddr2,
3222                             (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3223                 if (error != 0)
3224                         return (error);
3225                 tm_p = &timeout;
3226         }
3227         return do_lock_umutex(td, uap->obj, tm_p, 0);
3228 }
3229
3230 static int
3231 __umtx_op_wait_umutex_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3232 {
3233         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3234         int error;
3235
3236         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3237         if (uap->uaddr2 == NULL)
3238                 tm_p = NULL;
3239         else {
3240                 error = umtx_copyin_umtx_time32(uap->uaddr2,
3241                     (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3242                 if (error != 0)
3243                         return (error);
3244                 tm_p = &timeout;
3245         }
3246         return do_lock_umutex(td, uap->obj, tm_p, _UMUTEX_WAIT);
3247 }
3248
3249 static int
3250 __umtx_op_cv_wait_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3251 {
3252         struct timespec *ts, timeout;
3253         int error;
3254
3255         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3256         if (uap->uaddr2 == NULL)
3257                 ts = NULL;
3258         else {
3259                 error = umtx_copyin_timeout32(uap->uaddr2, &timeout);
3260                 if (error != 0)
3261                         return (error);
3262                 ts = &timeout;
3263         }
3264         return (do_cv_wait(td, uap->obj, uap->uaddr1, ts, uap->val));
3265 }
3266
3267 static int
3268 __umtx_op_rw_rdlock_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3269 {
3270         struct _umtx_time timeout;
3271         int error;
3272
3273         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3274         if (uap->uaddr2 == NULL) {
3275                 error = do_rw_rdlock(td, uap->obj, uap->val, 0);
3276         } else {
3277                 error = umtx_copyin_umtx_time32(uap->uaddr2,
3278                     (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3279                 if (error != 0)
3280                         return (error);
3281                 error = do_rw_rdlock(td, uap->obj, uap->val, &timeout);
3282         }
3283         return (error);
3284 }
3285
3286 static int
3287 __umtx_op_rw_wrlock_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3288 {
3289         struct _umtx_time timeout;
3290         int error;
3291
3292         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3293         if (uap->uaddr2 == NULL) {
3294                 error = do_rw_wrlock(td, uap->obj, 0);
3295         } else {
3296                 error = umtx_copyin_umtx_time32(uap->uaddr2,
3297                     (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3298                 if (error != 0)
3299                         return (error);
3300                 error = do_rw_wrlock(td, uap->obj, &timeout);
3301         }
3302         return (error);
3303 }
3304
3305 static int
3306 __umtx_op_wait_uint_private_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3307 {
3308         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3309         int error;
3310
3311         if (uap->uaddr2 == NULL)
3312                 tm_p = NULL;
3313         else {
3314                 error = umtx_copyin_umtx_time32(
3315                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1,&timeout);
3316                 if (error != 0)
3317                         return (error);
3318                 tm_p = &timeout;
3319         }
3320         return do_wait(td, uap->obj, uap->val, tm_p, 1, 1);
3321 }
3322
3323 static int
3324 __umtx_op_sem_wait_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3325 {
3326         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3327         int error;
3328
3329         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3330         if (uap->uaddr2 == NULL)
3331                 tm_p = NULL;
3332         else {
3333                 error = umtx_copyin_umtx_time32(uap->uaddr2,
3334                     (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3335                 if (error != 0)
3336                         return (error);
3337                 tm_p = &timeout;
3338         }
3339         return (do_sem_wait(td, uap->obj, tm_p));
3340 }
3341
3342 static int
3343 __umtx_op_nwake_private32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3344 {
3345         int count = uap->val;
3346         uint32_t uaddrs[BATCH_SIZE];
3347         uint32_t **upp = (uint32_t **)uap->obj;
3348         int tocopy;
3349         int error = 0;
3350         int i, pos = 0;
3351
3352         while (count > 0) {
3353                 tocopy = count;
3354                 if (tocopy > BATCH_SIZE)
3355                         tocopy = BATCH_SIZE;
3356                 error = copyin(upp+pos, uaddrs, tocopy * sizeof(uint32_t));
3357                 if (error != 0)
3358                         break;
3359                 for (i = 0; i < tocopy; ++i)
3360                         kern_umtx_wake(td, (void *)(intptr_t)uaddrs[i],
3361                                 INT_MAX, 1);
3362                 count -= tocopy;
3363                 pos += tocopy;
3364         }
3365         return (error);
3366 }
3367
3368 static _umtx_op_func op_table_compat32[] = {
3369         __umtx_op_unimpl,               /* UMTX_OP_RESERVED0 */
3370         __umtx_op_unimpl,               /* UMTX_OP_RESERVED1 */
3371         __umtx_op_wait_compat32,        /* UMTX_OP_WAIT */
3372         __umtx_op_wake,                 /* UMTX_OP_WAKE */
3373         __umtx_op_trylock_umutex,       /* UMTX_OP_MUTEX_LOCK */
3374         __umtx_op_lock_umutex_compat32, /* UMTX_OP_MUTEX_TRYLOCK */
3375         __umtx_op_unlock_umutex,        /* UMTX_OP_MUTEX_UNLOCK */
3376         __umtx_op_set_ceiling,          /* UMTX_OP_SET_CEILING */
3377         __umtx_op_cv_wait_compat32,     /* UMTX_OP_CV_WAIT*/
3378         __umtx_op_cv_signal,            /* UMTX_OP_CV_SIGNAL */
3379         __umtx_op_cv_broadcast,         /* UMTX_OP_CV_BROADCAST */
3380         __umtx_op_wait_compat32,        /* UMTX_OP_WAIT_UINT */
3381         __umtx_op_rw_rdlock_compat32,   /* UMTX_OP_RW_RDLOCK */
3382         __umtx_op_rw_wrlock_compat32,   /* UMTX_OP_RW_WRLOCK */
3383         __umtx_op_rw_unlock,            /* UMTX_OP_RW_UNLOCK */
3384         __umtx_op_wait_uint_private_compat32,   /* UMTX_OP_WAIT_UINT_PRIVATE */
3385         __umtx_op_wake_private,         /* UMTX_OP_WAKE_PRIVATE */
3386         __umtx_op_wait_umutex_compat32, /* UMTX_OP_MUTEX_WAIT */
3387         __umtx_op_wake_umutex,          /* UMTX_OP_MUTEX_WAKE */
3388         __umtx_op_sem_wait_compat32,    /* UMTX_OP_SEM_WAIT */
3389         __umtx_op_sem_wake,             /* UMTX_OP_SEM_WAKE */
3390         __umtx_op_nwake_private32,      /* UMTX_OP_NWAKE_PRIVATE */
3391         __umtx_op_wake2_umutex          /* UMTX_OP_MUTEX_WAKE2 */
3392 };
3393
3394 int
3395 freebsd32_umtx_op(struct thread *td, struct freebsd32_umtx_op_args *uap)
3396 {
3397         if ((unsigned)uap->op < UMTX_OP_MAX)
3398                 return (*op_table_compat32[uap->op])(td,
3399                         (struct _umtx_op_args *)uap);
3400         return (EINVAL);
3401 }
3402 #endif
3403
3404 void
3405 umtx_thread_init(struct thread *td)
3406 {
3407         td->td_umtxq = umtxq_alloc();
3408         td->td_umtxq->uq_thread = td;
3409 }
3410
3411 void
3412 umtx_thread_fini(struct thread *td)
3413 {
3414         umtxq_free(td->td_umtxq);
3415 }
3416
3417 /*
3418  * It will be called when new thread is created, e.g fork().
3419  */
3420 void
3421 umtx_thread_alloc(struct thread *td)
3422 {
3423         struct umtx_q *uq;
3424
3425         uq = td->td_umtxq;
3426         uq->uq_inherited_pri = PRI_MAX;
3427
3428         KASSERT(uq->uq_flags == 0, ("uq_flags != 0"));
3429         KASSERT(uq->uq_thread == td, ("uq_thread != td"));
3430         KASSERT(uq->uq_pi_blocked == NULL, ("uq_pi_blocked != NULL"));
3431         KASSERT(TAILQ_EMPTY(&uq->uq_pi_contested), ("uq_pi_contested is not empty"));
3432 }
3433
3434 /*
3435  * exec() hook.
3436  */
3437 static void
3438 umtx_exec_hook(void *arg __unused, struct proc *p __unused,
3439         struct image_params *imgp __unused)
3440 {
3441         umtx_thread_cleanup(curthread);
3442 }
3443
3444 /*
3445  * thread_exit() hook.
3446  */
3447 void
3448 umtx_thread_exit(struct thread *td)
3449 {
3450         umtx_thread_cleanup(td);
3451 }
3452
3453 /*
3454  * clean up umtx data.
3455  */
3456 static void
3457 umtx_thread_cleanup(struct thread *td)
3458 {
3459         struct umtx_q *uq;
3460         struct umtx_pi *pi;
3461
3462         if ((uq = td->td_umtxq) == NULL)
3463                 return;
3464
3465         mtx_lock_spin(&umtx_lock);
3466         uq->uq_inherited_pri = PRI_MAX;
3467         while ((pi = TAILQ_FIRST(&uq->uq_pi_contested)) != NULL) {
3468                 pi->pi_owner = NULL;
3469                 TAILQ_REMOVE(&uq->uq_pi_contested, pi, pi_link);
3470         }
3471         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
3472         thread_lock(td);
3473         sched_lend_user_prio(td, PRI_MAX);
3474         thread_unlock(td);
3475 }