sys/kern/kern_umtx.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2015, 2016 The FreeBSD Foundation
   5  * Copyright (c) 2004, David Xu <davidxu@freebsd.org>
   6  * Copyright (c) 2002, Jeffrey Roberson <jeff@freebsd.org>
   7  * All rights reserved.
   8  *
   9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
  10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
  11  *
  12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  13  * modification, are permitted provided that the following conditions
  14  * are met:
  15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  16  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
  17  *    disclaimer.
  18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  23  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  24  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  25  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  27  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  31  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #include <sys/cdefs.h>
  35 __FBSDID("$FreeBSD$");
  36
  37 #include "opt_umtx_profiling.h"
  38
  39 #include <sys/param.h>
  40 #include <sys/kernel.h>
  41 #include <sys/fcntl.h>
  42 #include <sys/file.h>
  43 #include <sys/filedesc.h>
  44 #include <sys/limits.h>
  45 #include <sys/lock.h>
  46 #include <sys/malloc.h>
  47 #include <sys/mman.h>
  48 #include <sys/mutex.h>
  49 #include <sys/priv.h>
  50 #include <sys/proc.h>
  51 #include <sys/resource.h>
  52 #include <sys/resourcevar.h>
  53 #include <sys/rwlock.h>
  54 #include <sys/sbuf.h>
  55 #include <sys/sched.h>
  56 #include <sys/smp.h>
  57 #include <sys/sysctl.h>
  58 #include <sys/sysent.h>
  59 #include <sys/systm.h>
  60 #include <sys/sysproto.h>
  61 #include <sys/syscallsubr.h>
  62 #include <sys/taskqueue.h>
  63 #include <sys/time.h>
  64 #include <sys/eventhandler.h>
  65 #include <sys/umtx.h>
  66 #include <sys/umtxvar.h>
  67
  68 #include <security/mac/mac_framework.h>
  69
  70 #include <vm/vm.h>
  71 #include <vm/vm_param.h>
  72 #include <vm/pmap.h>
  73 #include <vm/vm_map.h>
  74 #include <vm/vm_object.h>
  75
  76 #include <machine/atomic.h>
  77 #include <machine/cpu.h>
  78
  79 #include <compat/freebsd32/freebsd32.h>
  80 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
  81 #include <compat/freebsd32/freebsd32_proto.h>
  82 #endif
  83
  84 #define _UMUTEX_TRY             1
  85 #define _UMUTEX_WAIT            2
  86
  87 #ifdef UMTX_PROFILING
  88 #define UPROF_PERC_BIGGER(w, f, sw, sf)                                 \
  89         (((w) > (sw)) || ((w) == (sw) && (f) > (sf)))
  90 #endif
  91
  92 #define UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc)         mtx_assert(&(uc)->uc_lock, MA_OWNED)
  93
  94 /*
  95  * Don't propagate time-sharing priority, there is a security reason,
  96  * a user can simply introduce PI-mutex, let thread A lock the mutex,
  97  * and let another thread B block on the mutex, because B is
  98  * sleeping, its priority will be boosted, this causes A's priority to
  99  * be boosted via priority propagating too and will never be lowered even
 100  * if it is using 100%CPU, this is unfair to other processes.
 101  */
 102
 103 #define UPRI(td)        (((td)->td_user_pri >= PRI_MIN_TIMESHARE &&\
 104                           (td)->td_user_pri <= PRI_MAX_TIMESHARE) ?\
 105                          PRI_MAX_TIMESHARE : (td)->td_user_pri)
 106
 107 #define GOLDEN_RATIO_PRIME      2654404609U
 108 #ifndef UMTX_CHAINS
 109 #define UMTX_CHAINS             512
 110 #endif
 111 #define UMTX_SHIFTS             (__WORD_BIT - 9)
 112
 113 #define GET_SHARE(flags)        \
 114     (((flags) & USYNC_PROCESS_SHARED) == 0 ? THREAD_SHARE : PROCESS_SHARE)
 115
 116 #define BUSY_SPINS              200
 117
 118 struct umtx_copyops {
 119         int     (*copyin_timeout)(const void *uaddr, struct timespec *tsp);
 120         int     (*copyin_umtx_time)(const void *uaddr, size_t size,
 121             struct _umtx_time *tp);
 122         int     (*copyin_robust_lists)(const void *uaddr, size_t size,
 123             struct umtx_robust_lists_params *rbp);
 124         int     (*copyout_timeout)(void *uaddr, size_t size,
 125             struct timespec *tsp);
 126         const size_t    timespec_sz;
 127         const size_t    umtx_time_sz;
 128         const bool      compat32;
 129 };
 130
 131 _Static_assert(sizeof(struct umutex) == sizeof(struct umutex32), "umutex32");
 132 _Static_assert(__offsetof(struct umutex, m_spare[0]) ==
 133     __offsetof(struct umutex32, m_spare[0]), "m_spare32");
 134
 135 int umtx_shm_vnobj_persistent = 0;
 136 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, umtx_vnode_persistent, CTLFLAG_RWTUN,
 137     &umtx_shm_vnobj_persistent, 0,
 138     "False forces destruction of umtx attached to file, on last close");
 139 static int umtx_max_rb = 1000;
 140 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, umtx_max_robust, CTLFLAG_RWTUN,
 141     &umtx_max_rb, 0,
 142     "Maximum number of robust mutexes allowed for each thread");
 143
 144 static uma_zone_t               umtx_pi_zone;
 145 static struct umtxq_chain       umtxq_chains[2][UMTX_CHAINS];
 146 static MALLOC_DEFINE(M_UMTX, "umtx", "UMTX queue memory");
 147 static int                      umtx_pi_allocated;
 148
 149 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, umtx, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
 150     "umtx debug");
 151 SYSCTL_INT(_debug_umtx, OID_AUTO, umtx_pi_allocated, CTLFLAG_RD,
 152     &umtx_pi_allocated, 0, "Allocated umtx_pi");
 153 static int umtx_verbose_rb = 1;
 154 SYSCTL_INT(_debug_umtx, OID_AUTO, robust_faults_verbose, CTLFLAG_RWTUN,
 155     &umtx_verbose_rb, 0,
 156     "");
 157
 158 #ifdef UMTX_PROFILING
 159 static long max_length;
 160 SYSCTL_LONG(_debug_umtx, OID_AUTO, max_length, CTLFLAG_RD, &max_length, 0, "max_length");
 161 static SYSCTL_NODE(_debug_umtx, OID_AUTO, chains, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
 162     "umtx chain stats");
 163 #endif
 164
 165 static inline void umtx_abs_timeout_init2(struct umtx_abs_timeout *timo,
 166     const struct _umtx_time *umtxtime);
 167 static int umtx_abs_timeout_gethz(struct umtx_abs_timeout *timo);
 168 static inline void umtx_abs_timeout_update(struct umtx_abs_timeout *timo);
 169
 170 static void umtx_shm_init(void);
 171 static void umtxq_sysinit(void *);
 172 static void umtxq_hash(struct umtx_key *key);
 173 static struct umtx_pi *umtx_pi_alloc(int);
 174 static void umtx_pi_free(struct umtx_pi *pi);
 175 static int do_unlock_pp(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags,
 176     bool rb);
 177 static void umtx_thread_cleanup(struct thread *td);
 178 SYSINIT(umtx, SI_SUB_EVENTHANDLER+1, SI_ORDER_MIDDLE, umtxq_sysinit, NULL);
 179
 180 #define umtxq_signal(key, nwake)        umtxq_signal_queue((key), (nwake), UMTX_SHARED_QUEUE)
 181
 182 static struct mtx umtx_lock;
 183
 184 #ifdef UMTX_PROFILING
 185 static void
 186 umtx_init_profiling(void)
 187 {
 188         struct sysctl_oid *chain_oid;
 189         char chain_name[10];
 190         int i;
 191
 192         for (i = 0; i < UMTX_CHAINS; ++i) {
 193                 snprintf(chain_name, sizeof(chain_name), "%d", i);
 194                 chain_oid = SYSCTL_ADD_NODE(NULL,
 195                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_debug_umtx_chains), OID_AUTO,
 196                     chain_name, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, NULL,
 197                     "umtx hash stats");
 198                 SYSCTL_ADD_INT(NULL, SYSCTL_CHILDREN(chain_oid), OID_AUTO,
 199                     "max_length0", CTLFLAG_RD, &umtxq_chains[0][i].max_length, 0, NULL);
 200                 SYSCTL_ADD_INT(NULL, SYSCTL_CHILDREN(chain_oid), OID_AUTO,
 201                     "max_length1", CTLFLAG_RD, &umtxq_chains[1][i].max_length, 0, NULL);
 202         }
 203 }
 204
 205 static int
 206 sysctl_debug_umtx_chains_peaks(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 207 {
 208         char buf[512];
 209         struct sbuf sb;
 210         struct umtxq_chain *uc;
 211         u_int fract, i, j, tot, whole;
 212         u_int sf0, sf1, sf2, sf3, sf4;
 213         u_int si0, si1, si2, si3, si4;
 214         u_int sw0, sw1, sw2, sw3, sw4;
 215
 216         sbuf_new(&sb, buf, sizeof(buf), SBUF_FIXEDLEN);
 217         for (i = 0; i < 2; i++) {
 218                 tot = 0;
 219                 for (j = 0; j < UMTX_CHAINS; ++j) {
 220                         uc = &umtxq_chains[i][j];
 221                         mtx_lock(&uc->uc_lock);
 222                         tot += uc->max_length;
 223                         mtx_unlock(&uc->uc_lock);
 224                 }
 225                 if (tot == 0)
 226                         sbuf_printf(&sb, "%u) Empty ", i);
 227                 else {
 228                         sf0 = sf1 = sf2 = sf3 = sf4 = 0;
 229                         si0 = si1 = si2 = si3 = si4 = 0;
 230                         sw0 = sw1 = sw2 = sw3 = sw4 = 0;
 231                         for (j = 0; j < UMTX_CHAINS; j++) {
 232                                 uc = &umtxq_chains[i][j];
 233                                 mtx_lock(&uc->uc_lock);
 234                                 whole = uc->max_length * 100;
 235                                 mtx_unlock(&uc->uc_lock);
 236                                 fract = (whole % tot) * 100;
 237                                 if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw0, sf0)) {
 238                                         sf0 = fract;
 239                                         si0 = j;
 240                                         sw0 = whole;
 241                                 } else if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw1,
 242                                     sf1)) {
 243                                         sf1 = fract;
 244                                         si1 = j;
 245                                         sw1 = whole;
 246                                 } else if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw2,
 247                                     sf2)) {
 248                                         sf2 = fract;
 249                                         si2 = j;
 250                                         sw2 = whole;
 251                                 } else if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw3,
 252                                     sf3)) {
 253                                         sf3 = fract;
 254                                         si3 = j;
 255                                         sw3 = whole;
 256                                 } else if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw4,
 257                                     sf4)) {
 258                                         sf4 = fract;
 259                                         si4 = j;
 260                                         sw4 = whole;
 261                                 }
 262                         }
 263                         sbuf_printf(&sb, "queue %u:\n", i);
 264                         sbuf_printf(&sb, "1st: %u.%u%% idx: %u\n", sw0 / tot,
 265                             sf0 / tot, si0);
 266                         sbuf_printf(&sb, "2nd: %u.%u%% idx: %u\n", sw1 / tot,
 267                             sf1 / tot, si1);
 268                         sbuf_printf(&sb, "3rd: %u.%u%% idx: %u\n", sw2 / tot,
 269                             sf2 / tot, si2);
 270                         sbuf_printf(&sb, "4th: %u.%u%% idx: %u\n", sw3 / tot,
 271                             sf3 / tot, si3);
 272                         sbuf_printf(&sb, "5th: %u.%u%% idx: %u\n", sw4 / tot,
 273                             sf4 / tot, si4);
 274                 }
 275         }
 276         sbuf_trim(&sb);
 277         sbuf_finish(&sb);
 278         sysctl_handle_string(oidp, sbuf_data(&sb), sbuf_len(&sb), req);
 279         sbuf_delete(&sb);
 280         return (0);
 281 }
 282
 283 static int
 284 sysctl_debug_umtx_chains_clear(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 285 {
 286         struct umtxq_chain *uc;
 287         u_int i, j;
 288         int clear, error;
 289
 290         clear = 0;
 291         error = sysctl_handle_int(oidp, &clear, 0, req);
 292         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 293                 return (error);
 294
 295         if (clear != 0) {
 296                 for (i = 0; i < 2; ++i) {
 297                         for (j = 0; j < UMTX_CHAINS; ++j) {
 298                                 uc = &umtxq_chains[i][j];
 299                                 mtx_lock(&uc->uc_lock);
 300                                 uc->length = 0;
 301                                 uc->max_length = 0;
 302                                 mtx_unlock(&uc->uc_lock);
 303                         }
 304                 }
 305         }
 306         return (0);
 307 }
 308
 309 SYSCTL_PROC(_debug_umtx_chains, OID_AUTO, clear,
 310     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0,
 311     sysctl_debug_umtx_chains_clear, "I",
 312     "Clear umtx chains statistics");
 313 SYSCTL_PROC(_debug_umtx_chains, OID_AUTO, peaks,
 314     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0,
 315     sysctl_debug_umtx_chains_peaks, "A",
 316     "Highest peaks in chains max length");
 317 #endif
 318
 319 static void
 320 umtxq_sysinit(void *arg __unused)
 321 {
 322         int i, j;
 323
 324         umtx_pi_zone = uma_zcreate("umtx pi", sizeof(struct umtx_pi),
 325                 NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
 326         for (i = 0; i < 2; ++i) {
 327                 for (j = 0; j < UMTX_CHAINS; ++j) {
 328                         mtx_init(&umtxq_chains[i][j].uc_lock, "umtxql", NULL,
 329                                  MTX_DEF | MTX_DUPOK);
 330                         LIST_INIT(&umtxq_chains[i][j].uc_queue[0]);
 331                         LIST_INIT(&umtxq_chains[i][j].uc_queue[1]);
 332                         LIST_INIT(&umtxq_chains[i][j].uc_spare_queue);
 333                         TAILQ_INIT(&umtxq_chains[i][j].uc_pi_list);
 334                         umtxq_chains[i][j].uc_busy = 0;
 335                         umtxq_chains[i][j].uc_waiters = 0;
 336 #ifdef UMTX_PROFILING
 337                         umtxq_chains[i][j].length = 0;
 338                         umtxq_chains[i][j].max_length = 0;
 339 #endif
 340                 }
 341         }
 342 #ifdef UMTX_PROFILING
 343         umtx_init_profiling();
 344 #endif
 345         mtx_init(&umtx_lock, "umtx lock", NULL, MTX_DEF);
 346         umtx_shm_init();
 347 }
 348
 349 struct umtx_q *
 350 umtxq_alloc(void)
 351 {
 352         struct umtx_q *uq;
 353
 354         uq = malloc(sizeof(struct umtx_q), M_UMTX, M_WAITOK | M_ZERO);
 355         uq->uq_spare_queue = malloc(sizeof(struct umtxq_queue), M_UMTX,
 356             M_WAITOK | M_ZERO);
 357         TAILQ_INIT(&uq->uq_spare_queue->head);
 358         TAILQ_INIT(&uq->uq_pi_contested);
 359         uq->uq_inherited_pri = PRI_MAX;
 360         return (uq);
 361 }
 362
 363 void
 364 umtxq_free(struct umtx_q *uq)
 365 {
 366
 367         MPASS(uq->uq_spare_queue != NULL);
 368         free(uq->uq_spare_queue, M_UMTX);
 369         free(uq, M_UMTX);
 370 }
 371
 372 static inline void
 373 umtxq_hash(struct umtx_key *key)
 374 {
 375         unsigned n;
 376
 377         n = (uintptr_t)key->info.both.a + key->info.both.b;
 378         key->hash = ((n * GOLDEN_RATIO_PRIME) >> UMTX_SHIFTS) % UMTX_CHAINS;
 379 }
 380
 381 struct umtxq_chain *
 382 umtxq_getchain(struct umtx_key *key)
 383 {
 384
 385         if (key->type <= TYPE_SEM)
 386                 return (&umtxq_chains[1][key->hash]);
 387         return (&umtxq_chains[0][key->hash]);
 388 }
 389
 390 /*
 391  * Set chain to busy state when following operation
 392  * may be blocked (kernel mutex can not be used).
 393  */
 394 void
 395 umtxq_busy(struct umtx_key *key)
 396 {
 397         struct umtxq_chain *uc;
 398
 399         uc = umtxq_getchain(key);
 400         mtx_assert(&uc->uc_lock, MA_OWNED);
 401         if (uc->uc_busy) {
 402 #ifdef SMP
 403                 if (smp_cpus > 1) {
 404                         int count = BUSY_SPINS;
 405                         if (count > 0) {
 406                                 umtxq_unlock(key);
 407                                 while (uc->uc_busy && --count > 0)
 408                                         cpu_spinwait();
 409                                 umtxq_lock(key);
 410                         }
 411                 }
 412 #endif
 413                 while (uc->uc_busy) {
 414                         uc->uc_waiters++;
 415                         msleep(uc, &uc->uc_lock, 0, "umtxqb", 0);
 416                         uc->uc_waiters--;
 417                 }
 418         }
 419         uc->uc_busy = 1;
 420 }
 421
 422 /*
 423  * Unbusy a chain.
 424  */
 425 void
 426 umtxq_unbusy(struct umtx_key *key)
 427 {
 428         struct umtxq_chain *uc;
 429
 430         uc = umtxq_getchain(key);
 431         mtx_assert(&uc->uc_lock, MA_OWNED);
 432         KASSERT(uc->uc_busy != 0, ("not busy"));
 433         uc->uc_busy = 0;
 434         if (uc->uc_waiters)
 435                 wakeup_one(uc);
 436 }
 437
 438 static inline void
 439 umtxq_unbusy_unlocked(struct umtx_key *key)
 440 {
 441
 442         umtxq_lock(key);
 443         umtxq_unbusy(key);
 444         umtxq_unlock(key);
 445 }
 446
 447 static struct umtxq_queue *
 448 umtxq_queue_lookup(struct umtx_key *key, int q)
 449 {
 450         struct umtxq_queue *uh;
 451         struct umtxq_chain *uc;
 452
 453         uc = umtxq_getchain(key);
 454         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
 455         LIST_FOREACH(uh, &uc->uc_queue[q], link) {
 456                 if (umtx_key_match(&uh->key, key))
 457                         return (uh);
 458         }
 459
 460         return (NULL);
 461 }
 462
 463 void
 464 umtxq_insert_queue(struct umtx_q *uq, int q)
 465 {
 466         struct umtxq_queue *uh;
 467         struct umtxq_chain *uc;
 468
 469         uc = umtxq_getchain(&uq->uq_key);
 470         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
 471         KASSERT((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0, ("umtx_q is already on queue"));
 472         uh = umtxq_queue_lookup(&uq->uq_key, q);
 473         if (uh != NULL) {
 474                 LIST_INSERT_HEAD(&uc->uc_spare_queue, uq->uq_spare_queue, link);
 475         } else {
 476                 uh = uq->uq_spare_queue;
 477                 uh->key = uq->uq_key;
 478                 LIST_INSERT_HEAD(&uc->uc_queue[q], uh, link);
 479 #ifdef UMTX_PROFILING
 480                 uc->length++;
 481                 if (uc->length > uc->max_length) {
 482                         uc->max_length = uc->length;
 483                         if (uc->max_length > max_length)
 484                                 max_length = uc->max_length;
 485                 }
 486 #endif
 487         }
 488         uq->uq_spare_queue = NULL;
 489
 490         TAILQ_INSERT_TAIL(&uh->head, uq, uq_link);
 491         uh->length++;
 492         uq->uq_flags |= UQF_UMTXQ;
 493         uq->uq_cur_queue = uh;
 494         return;
 495 }
 496
 497 void
 498 umtxq_remove_queue(struct umtx_q *uq, int q)
 499 {
 500         struct umtxq_chain *uc;
 501         struct umtxq_queue *uh;
 502
 503         uc = umtxq_getchain(&uq->uq_key);
 504         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
 505         if (uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) {
 506                 uh = uq->uq_cur_queue;
 507                 TAILQ_REMOVE(&uh->head, uq, uq_link);
 508                 uh->length--;
 509                 uq->uq_flags &= ~UQF_UMTXQ;
 510                 if (TAILQ_EMPTY(&uh->head)) {
 511                         KASSERT(uh->length == 0,
 512                             ("inconsistent umtxq_queue length"));
 513 #ifdef UMTX_PROFILING
 514                         uc->length--;
 515 #endif
 516                         LIST_REMOVE(uh, link);
 517                 } else {
 518                         uh = LIST_FIRST(&uc->uc_spare_queue);
 519                         KASSERT(uh != NULL, ("uc_spare_queue is empty"));
 520                         LIST_REMOVE(uh, link);
 521                 }
 522                 uq->uq_spare_queue = uh;
 523                 uq->uq_cur_queue = NULL;
 524         }
 525 }
 526
 527 /*
 528  * Check if there are multiple waiters
 529  */
 530 int
 531 umtxq_count(struct umtx_key *key)
 532 {
 533         struct umtxq_queue *uh;
 534
 535         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(umtxq_getchain(key));
 536         uh = umtxq_queue_lookup(key, UMTX_SHARED_QUEUE);
 537         if (uh != NULL)
 538                 return (uh->length);
 539         return (0);
 540 }
 541
 542 /*
 543  * Check if there are multiple PI waiters and returns first
 544  * waiter.
 545  */
 546 static int
 547 umtxq_count_pi(struct umtx_key *key, struct umtx_q **first)
 548 {
 549         struct umtxq_queue *uh;
 550
 551         *first = NULL;
 552         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(umtxq_getchain(key));
 553         uh = umtxq_queue_lookup(key, UMTX_SHARED_QUEUE);
 554         if (uh != NULL) {
 555                 *first = TAILQ_FIRST(&uh->head);
 556                 return (uh->length);
 557         }
 558         return (0);
 559 }
 560
 561 /*
 562  * Wake up threads waiting on an userland object by a bit mask.
 563  */
 564 int
 565 umtxq_signal_mask(struct umtx_key *key, int n_wake, u_int bitset)
 566 {
 567         struct umtxq_queue *uh;
 568         struct umtx_q *uq, *uq_temp;
 569         int ret;
 570
 571         ret = 0;
 572         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(umtxq_getchain(key));
 573         uh = umtxq_queue_lookup(key, UMTX_SHARED_QUEUE);
 574         if (uh == NULL)
 575                 return (0);
 576         TAILQ_FOREACH_SAFE(uq, &uh->head, uq_link, uq_temp) {
 577                 if ((uq->uq_bitset & bitset) == 0)
 578                         continue;
 579                 umtxq_remove_queue(uq, UMTX_SHARED_QUEUE);
 580                 wakeup_one(uq);
 581                 if (++ret >= n_wake)
 582                         break;
 583         }
 584         return (ret);
 585 }
 586
 587 /*
 588  * Wake up threads waiting on an userland object.
 589  */
 590
 591 static int
 592 umtxq_signal_queue(struct umtx_key *key, int n_wake, int q)
 593 {
 594         struct umtxq_queue *uh;
 595         struct umtx_q *uq;
 596         int ret;
 597
 598         ret = 0;
 599         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(umtxq_getchain(key));
 600         uh = umtxq_queue_lookup(key, q);
 601         if (uh != NULL) {
 602                 while ((uq = TAILQ_FIRST(&uh->head)) != NULL) {
 603                         umtxq_remove_queue(uq, q);
 604                         wakeup(uq);
 605                         if (++ret >= n_wake)
 606                                 return (ret);
 607                 }
 608         }
 609         return (ret);
 610 }
 611
 612 /*
 613  * Wake up specified thread.
 614  */
 615 static inline void
 616 umtxq_signal_thread(struct umtx_q *uq)
 617 {
 618
 619         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(umtxq_getchain(&uq->uq_key));
 620         umtxq_remove(uq);
 621         wakeup(uq);
 622 }
 623
 624 static inline int
 625 tstohz(const struct timespec *tsp)
 626 {
 627         struct timeval tv;
 628
 629         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&tv, tsp);
 630         return tvtohz(&tv);
 631 }
 632
 633 void
 634 umtx_abs_timeout_init(struct umtx_abs_timeout *timo, int clockid,
 635     int absolute, const struct timespec *timeout)
 636 {
 637
 638         timo->clockid = clockid;
 639         if (!absolute) {
 640                 timo->is_abs_real = false;
 641                 umtx_abs_timeout_update(timo);
 642                 timespecadd(&timo->cur, timeout, &timo->end);
 643         } else {
 644                 timo->end = *timeout;
 645                 timo->is_abs_real = clockid == CLOCK_REALTIME ||
 646                     clockid == CLOCK_REALTIME_FAST ||
 647                     clockid == CLOCK_REALTIME_PRECISE;
 648                 /*
 649                  * If is_abs_real, umtxq_sleep will read the clock
 650                  * after setting td_rtcgen; otherwise, read it here.
 651                  */
 652                 if (!timo->is_abs_real) {
 653                         umtx_abs_timeout_update(timo);
 654                 }
 655         }
 656 }
 657
 658 static void
 659 umtx_abs_timeout_init2(struct umtx_abs_timeout *timo,
 660     const struct _umtx_time *umtxtime)
 661 {
 662
 663         umtx_abs_timeout_init(timo, umtxtime->_clockid,
 664             (umtxtime->_flags & UMTX_ABSTIME) != 0, &umtxtime->_timeout);
 665 }
 666
 667 static void
 668 umtx_abs_timeout_update(struct umtx_abs_timeout *timo)
 669 {
 670
 671         kern_clock_gettime(curthread, timo->clockid, &timo->cur);
 672 }
 673
 674 static int
 675 umtx_abs_timeout_gethz(struct umtx_abs_timeout *timo)
 676 {
 677         struct timespec tts;
 678
 679         if (timespeccmp(&timo->end, &timo->cur, <=))
 680                 return (-1);
 681         timespecsub(&timo->end, &timo->cur, &tts);
 682         return (tstohz(&tts));
 683 }
 684
 685 static uint32_t
 686 umtx_unlock_val(uint32_t flags, bool rb)
 687 {
 688
 689         if (rb)
 690                 return (UMUTEX_RB_OWNERDEAD);
 691         else if ((flags & UMUTEX_NONCONSISTENT) != 0)
 692                 return (UMUTEX_RB_NOTRECOV);
 693         else
 694                 return (UMUTEX_UNOWNED);
 695
 696 }
 697
 698 /*
 699  * Put thread into sleep state, before sleeping, check if
 700  * thread was removed from umtx queue.
 701  */
 702 int
 703 umtxq_sleep(struct umtx_q *uq, const char *wmesg,
 704     struct umtx_abs_timeout *abstime)
 705 {
 706         struct umtxq_chain *uc;
 707         int error, timo;
 708
 709         if (abstime != NULL && abstime->is_abs_real) {
 710                 curthread->td_rtcgen = atomic_load_acq_int(&rtc_generation);
 711                 umtx_abs_timeout_update(abstime);
 712         }
 713
 714         uc = umtxq_getchain(&uq->uq_key);
 715         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
 716         for (;;) {
 717                 if (!(uq->uq_flags & UQF_UMTXQ)) {
 718                         error = 0;
 719                         break;
 720                 }
 721                 if (abstime != NULL) {
 722                         timo = umtx_abs_timeout_gethz(abstime);
 723                         if (timo < 0) {
 724                                 error = ETIMEDOUT;
 725                                 break;
 726                         }
 727                 } else
 728                         timo = 0;
 729                 error = msleep(uq, &uc->uc_lock, PCATCH | PDROP, wmesg, timo);
 730                 if (error == EINTR || error == ERESTART) {
 731                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
 732                         break;
 733                 }
 734                 if (abstime != NULL) {
 735                         if (abstime->is_abs_real)
 736                                 curthread->td_rtcgen =
 737                                     atomic_load_acq_int(&rtc_generation);
 738                         umtx_abs_timeout_update(abstime);
 739                 }
 740                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
 741         }
 742
 743         curthread->td_rtcgen = 0;
 744         return (error);
 745 }
 746
 747 /*
 748  * Convert userspace address into unique logical address.
 749  */
 750 int
 751 umtx_key_get(const void *addr, int type, int share, struct umtx_key *key)
 752 {
 753         struct thread *td = curthread;
 754         vm_map_t map;
 755         vm_map_entry_t entry;
 756         vm_pindex_t pindex;
 757         vm_prot_t prot;
 758         boolean_t wired;
 759
 760         key->type = type;
 761         if (share == THREAD_SHARE) {
 762                 key->shared = 0;
 763                 key->info.private.vs = td->td_proc->p_vmspace;
 764                 key->info.private.addr = (uintptr_t)addr;
 765         } else {
 766                 MPASS(share == PROCESS_SHARE || share == AUTO_SHARE);
 767                 map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
 768                 if (vm_map_lookup(&map, (vm_offset_t)addr, VM_PROT_WRITE,
 769                     &entry, &key->info.shared.object, &pindex, &prot,
 770                     &wired) != KERN_SUCCESS) {
 771                         return (EFAULT);
 772                 }
 773
 774                 if ((share == PROCESS_SHARE) ||
 775                     (share == AUTO_SHARE &&
 776                      VM_INHERIT_SHARE == entry->inheritance)) {
 777                         key->shared = 1;
 778                         key->info.shared.offset = (vm_offset_t)addr -
 779                             entry->start + entry->offset;
 780                         vm_object_reference(key->info.shared.object);
 781                 } else {
 782                         key->shared = 0;
 783                         key->info.private.vs = td->td_proc->p_vmspace;
 784                         key->info.private.addr = (uintptr_t)addr;
 785                 }
 786                 vm_map_lookup_done(map, entry);
 787         }
 788
 789         umtxq_hash(key);
 790         return (0);
 791 }
 792
 793 /*
 794  * Release key.
 795  */
 796 void
 797 umtx_key_release(struct umtx_key *key)
 798 {
 799         if (key->shared)
 800                 vm_object_deallocate(key->info.shared.object);
 801 }
 802
 803 #ifdef COMPAT_FREEBSD10
 804 /*
 805  * Lock a umtx object.
 806  */
 807 static int
 808 do_lock_umtx(struct thread *td, struct umtx *umtx, u_long id,
 809     const struct timespec *timeout)
 810 {
 811         struct umtx_abs_timeout timo;
 812         struct umtx_q *uq;
 813         u_long owner;
 814         u_long old;
 815         int error = 0;
 816
 817         uq = td->td_umtxq;
 818         if (timeout != NULL)
 819                 umtx_abs_timeout_init(&timo, CLOCK_REALTIME, 0, timeout);
 820
 821         /*
 822          * Care must be exercised when dealing with umtx structure. It
 823          * can fault on any access.
 824          */
 825         for (;;) {
 826                 /*
 827                  * Try the uncontested case.  This should be done in userland.
 828                  */
 829                 owner = casuword(&umtx->u_owner, UMTX_UNOWNED, id);
 830
 831                 /* The acquire succeeded. */
 832                 if (owner == UMTX_UNOWNED)
 833                         return (0);
 834
 835                 /* The address was invalid. */
 836                 if (owner == -1)
 837                         return (EFAULT);
 838
 839                 /* If no one owns it but it is contested try to acquire it. */
 840                 if (owner == UMTX_CONTESTED) {
 841                         owner = casuword(&umtx->u_owner,
 842                             UMTX_CONTESTED, id | UMTX_CONTESTED);
 843
 844                         if (owner == UMTX_CONTESTED)
 845                                 return (0);
 846
 847                         /* The address was invalid. */
 848                         if (owner == -1)
 849                                 return (EFAULT);
 850
 851                         error = thread_check_susp(td, false);
 852                         if (error != 0)
 853                                 break;
 854
 855                         /* If this failed the lock has changed, restart. */
 856                         continue;
 857                 }
 858
 859                 /*
 860                  * If we caught a signal, we have retried and now
 861                  * exit immediately.
 862                  */
 863                 if (error != 0)
 864                         break;
 865
 866                 if ((error = umtx_key_get(umtx, TYPE_SIMPLE_LOCK,
 867                         AUTO_SHARE, &uq->uq_key)) != 0)
 868                         return (error);
 869
 870                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
 871                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
 872                 umtxq_insert(uq);
 873                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
 874                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
 875
 876                 /*
 877                  * Set the contested bit so that a release in user space
 878                  * knows to use the system call for unlock.  If this fails
 879                  * either some one else has acquired the lock or it has been
 880                  * released.
 881                  */
 882                 old = casuword(&umtx->u_owner, owner, owner | UMTX_CONTESTED);
 883
 884                 /* The address was invalid. */
 885                 if (old == -1) {
 886                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
 887                         umtxq_remove(uq);
 888                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
 889                         umtx_key_release(&uq->uq_key);
 890                         return (EFAULT);
 891                 }
 892
 893                 /*
 894                  * We set the contested bit, sleep. Otherwise the lock changed
 895                  * and we need to retry or we lost a race to the thread
 896                  * unlocking the umtx.
 897                  */
 898                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
 899                 if (old == owner)
 900                         error = umtxq_sleep(uq, "umtx", timeout == NULL ? NULL :
 901                             &timo);
 902                 umtxq_remove(uq);
 903                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
 904                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
 905
 906                 if (error == 0)
 907                         error = thread_check_susp(td, false);
 908         }
 909
 910         if (timeout == NULL) {
 911                 /* Mutex locking is restarted if it is interrupted. */
 912                 if (error == EINTR)
 913                         error = ERESTART;
 914         } else {
 915                 /* Timed-locking is not restarted. */
 916                 if (error == ERESTART)
 917                         error = EINTR;
 918         }
 919         return (error);
 920 }
 921
 922 /*
 923  * Unlock a umtx object.
 924  */
 925 static int
 926 do_unlock_umtx(struct thread *td, struct umtx *umtx, u_long id)
 927 {
 928         struct umtx_key key;
 929         u_long owner;
 930         u_long old;
 931         int error;
 932         int count;
 933
 934         /*
 935          * Make sure we own this mtx.
 936          */
 937         owner = fuword(__DEVOLATILE(u_long *, &umtx->u_owner));
 938         if (owner == -1)
 939                 return (EFAULT);
 940
 941         if ((owner & ~UMTX_CONTESTED) != id)
 942                 return (EPERM);
 943
 944         /* This should be done in userland */
 945         if ((owner & UMTX_CONTESTED) == 0) {
 946                 old = casuword(&umtx->u_owner, owner, UMTX_UNOWNED);
 947                 if (old == -1)
 948                         return (EFAULT);
 949                 if (old == owner)
 950                         return (0);
 951                 owner = old;
 952         }
 953
 954         /* We should only ever be in here for contested locks */
 955         if ((error = umtx_key_get(umtx, TYPE_SIMPLE_LOCK, AUTO_SHARE,
 956             &key)) != 0)
 957                 return (error);
 958
 959         umtxq_lock(&key);
 960         umtxq_busy(&key);
 961         count = umtxq_count(&key);
 962         umtxq_unlock(&key);
 963
 964         /*
 965          * When unlocking the umtx, it must be marked as unowned if
 966          * there is zero or one thread only waiting for it.
 967          * Otherwise, it must be marked as contested.
 968          */
 969         old = casuword(&umtx->u_owner, owner,
 970             count <= 1 ? UMTX_UNOWNED : UMTX_CONTESTED);
 971         umtxq_lock(&key);
 972         umtxq_signal(&key,1);
 973         umtxq_unbusy(&key);
 974         umtxq_unlock(&key);
 975         umtx_key_release(&key);
 976         if (old == -1)
 977                 return (EFAULT);
 978         if (old != owner)
 979                 return (EINVAL);
 980         return (0);
 981 }
 982
 983 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
 984
 985 /*
 986  * Lock a umtx object.
 987  */
 988 static int
 989 do_lock_umtx32(struct thread *td, uint32_t *m, uint32_t id,
 990         const struct timespec *timeout)
 991 {
 992         struct umtx_abs_timeout timo;
 993         struct umtx_q *uq;
 994         uint32_t owner;
 995         uint32_t old;
 996         int error = 0;
 997
 998         uq = td->td_umtxq;
 999
1000         if (timeout != NULL)
1001                 umtx_abs_timeout_init(&timo, CLOCK_REALTIME, 0, timeout);
1002
1003         /*
1004          * Care must be exercised when dealing with umtx structure. It
1005          * can fault on any access.
1006          */
1007         for (;;) {
1008                 /*
1009                  * Try the uncontested case.  This should be done in userland.
1010                  */
1011                 owner = casuword32(m, UMUTEX_UNOWNED, id);
1012
1013                 /* The acquire succeeded. */
1014                 if (owner == UMUTEX_UNOWNED)
1015                         return (0);
1016
1017                 /* The address was invalid. */
1018                 if (owner == -1)
1019                         return (EFAULT);
1020
1021                 /* If no one owns it but it is contested try to acquire it. */
1022                 if (owner == UMUTEX_CONTESTED) {
1023                         owner = casuword32(m,
1024                             UMUTEX_CONTESTED, id | UMUTEX_CONTESTED);
1025                         if (owner == UMUTEX_CONTESTED)
1026                                 return (0);
1027
1028                         /* The address was invalid. */
1029                         if (owner == -1)
1030                                 return (EFAULT);
1031
1032                         error = thread_check_susp(td, false);
1033                         if (error != 0)
1034                                 break;
1035
1036                         /* If this failed the lock has changed, restart. */
1037                         continue;
1038                 }
1039
1040                 /*
1041                  * If we caught a signal, we have retried and now
1042                  * exit immediately.
1043                  */
1044                 if (error != 0)
1045                         return (error);
1046
1047                 if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_SIMPLE_LOCK,
1048                         AUTO_SHARE, &uq->uq_key)) != 0)
1049                         return (error);
1050
1051                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1052                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
1053                 umtxq_insert(uq);
1054                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1055                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1056
1057                 /*
1058                  * Set the contested bit so that a release in user space
1059                  * knows to use the system call for unlock.  If this fails
1060                  * either some one else has acquired the lock or it has been
1061                  * released.
1062                  */
1063                 old = casuword32(m, owner, owner | UMUTEX_CONTESTED);
1064
1065                 /* The address was invalid. */
1066                 if (old == -1) {
1067                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1068                         umtxq_remove(uq);
1069                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1070                         umtx_key_release(&uq->uq_key);
1071                         return (EFAULT);
1072                 }
1073
1074                 /*
1075                  * We set the contested bit, sleep. Otherwise the lock changed
1076                  * and we need to retry or we lost a race to the thread
1077                  * unlocking the umtx.
1078                  */
1079                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1080                 if (old == owner)
1081                         error = umtxq_sleep(uq, "umtx", timeout == NULL ?
1082                             NULL : &timo);
1083                 umtxq_remove(uq);
1084                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1085                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
1086
1087                 if (error == 0)
1088                         error = thread_check_susp(td, false);
1089         }
1090
1091         if (timeout == NULL) {
1092                 /* Mutex locking is restarted if it is interrupted. */
1093                 if (error == EINTR)
1094                         error = ERESTART;
1095         } else {
1096                 /* Timed-locking is not restarted. */
1097                 if (error == ERESTART)
1098                         error = EINTR;
1099         }
1100         return (error);
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Unlock a umtx object.
1105  */
1106 static int
1107 do_unlock_umtx32(struct thread *td, uint32_t *m, uint32_t id)
1108 {
1109         struct umtx_key key;
1110         uint32_t owner;
1111         uint32_t old;
1112         int error;
1113         int count;
1114
1115         /*
1116          * Make sure we own this mtx.
1117          */
1118         owner = fuword32(m);
1119         if (owner == -1)
1120                 return (EFAULT);
1121
1122         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != id)
1123                 return (EPERM);
1124
1125         /* This should be done in userland */
1126         if ((owner & UMUTEX_CONTESTED) == 0) {
1127                 old = casuword32(m, owner, UMUTEX_UNOWNED);
1128                 if (old == -1)
1129                         return (EFAULT);
1130                 if (old == owner)
1131                         return (0);
1132                 owner = old;
1133         }
1134
1135         /* We should only ever be in here for contested locks */
1136         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_SIMPLE_LOCK, AUTO_SHARE,
1137                 &key)) != 0)
1138                 return (error);
1139
1140         umtxq_lock(&key);
1141         umtxq_busy(&key);
1142         count = umtxq_count(&key);
1143         umtxq_unlock(&key);
1144
1145         /*
1146          * When unlocking the umtx, it must be marked as unowned if
1147          * there is zero or one thread only waiting for it.
1148          * Otherwise, it must be marked as contested.
1149          */
1150         old = casuword32(m, owner,
1151                 count <= 1 ? UMUTEX_UNOWNED : UMUTEX_CONTESTED);
1152         umtxq_lock(&key);
1153         umtxq_signal(&key,1);
1154         umtxq_unbusy(&key);
1155         umtxq_unlock(&key);
1156         umtx_key_release(&key);
1157         if (old == -1)
1158                 return (EFAULT);
1159         if (old != owner)
1160                 return (EINVAL);
1161         return (0);
1162 }
1163 #endif  /* COMPAT_FREEBSD32 */
1164 #endif  /* COMPAT_FREEBSD10 */
1165
1166 /*
1167  * Fetch and compare value, sleep on the address if value is not changed.
1168  */
1169 static int
1170 do_wait(struct thread *td, void *addr, u_long id,
1171     struct _umtx_time *timeout, int compat32, int is_private)
1172 {
1173         struct umtx_abs_timeout timo;
1174         struct umtx_q *uq;
1175         u_long tmp;
1176         uint32_t tmp32;
1177         int error = 0;
1178
1179         uq = td->td_umtxq;
1180         if ((error = umtx_key_get(addr, TYPE_SIMPLE_WAIT,
1181                 is_private ? THREAD_SHARE : AUTO_SHARE, &uq->uq_key)) != 0)
1182                 return (error);
1183
1184         if (timeout != NULL)
1185                 umtx_abs_timeout_init2(&timo, timeout);
1186
1187         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1188         umtxq_insert(uq);
1189         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1190         if (compat32 == 0) {
1191                 error = fueword(addr, &tmp);
1192                 if (error != 0)
1193                         error = EFAULT;
1194         } else {
1195                 error = fueword32(addr, &tmp32);
1196                 if (error == 0)
1197                         tmp = tmp32;
1198                 else
1199                         error = EFAULT;
1200         }
1201         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1202         if (error == 0) {
1203                 if (tmp == id)
1204                         error = umtxq_sleep(uq, "uwait", timeout == NULL ?
1205                             NULL : &timo);
1206                 if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0)
1207                         error = 0;
1208                 else
1209                         umtxq_remove(uq);
1210         } else if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) != 0) {
1211                 umtxq_remove(uq);
1212         }
1213         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1214         umtx_key_release(&uq->uq_key);
1215         if (error == ERESTART)
1216                 error = EINTR;
1217         return (error);
1218 }
1219
1220 /*
1221  * Wake up threads sleeping on the specified address.
1222  */
1223 int
1224 kern_umtx_wake(struct thread *td, void *uaddr, int n_wake, int is_private)
1225 {
1226         struct umtx_key key;
1227         int ret;
1228
1229         if ((ret = umtx_key_get(uaddr, TYPE_SIMPLE_WAIT,
1230             is_private ? THREAD_SHARE : AUTO_SHARE, &key)) != 0)
1231                 return (ret);
1232         umtxq_lock(&key);
1233         umtxq_signal(&key, n_wake);
1234         umtxq_unlock(&key);
1235         umtx_key_release(&key);
1236         return (0);
1237 }
1238
1239 /*
1240  * Lock PTHREAD_PRIO_NONE protocol POSIX mutex.
1241  */
1242 static int
1243 do_lock_normal(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags,
1244     struct _umtx_time *timeout, int mode)
1245 {
1246         struct umtx_abs_timeout timo;
1247         struct umtx_q *uq;
1248         uint32_t owner, old, id;
1249         int error, rv;
1250
1251         id = td->td_tid;
1252         uq = td->td_umtxq;
1253         error = 0;
1254         if (timeout != NULL)
1255                 umtx_abs_timeout_init2(&timo, timeout);
1256
1257         /*
1258          * Care must be exercised when dealing with umtx structure. It
1259          * can fault on any access.
1260          */
1261         for (;;) {
1262                 rv = fueword32(&m->m_owner, &owner);
1263                 if (rv == -1)
1264                         return (EFAULT);
1265                 if (mode == _UMUTEX_WAIT) {
1266                         if (owner == UMUTEX_UNOWNED ||
1267                             owner == UMUTEX_CONTESTED ||
1268                             owner == UMUTEX_RB_OWNERDEAD ||
1269                             owner == UMUTEX_RB_NOTRECOV)
1270                                 return (0);
1271                 } else {
1272                         /*
1273                          * Robust mutex terminated.  Kernel duty is to
1274                          * return EOWNERDEAD to the userspace.  The
1275                          * umutex.m_flags UMUTEX_NONCONSISTENT is set
1276                          * by the common userspace code.
1277                          */
1278                         if (owner == UMUTEX_RB_OWNERDEAD) {
1279                                 rv = casueword32(&m->m_owner,
1280                                     UMUTEX_RB_OWNERDEAD, &owner,
1281                                     id | UMUTEX_CONTESTED);
1282                                 if (rv == -1)
1283                                         return (EFAULT);
1284                                 if (rv == 0) {
1285                                         MPASS(owner == UMUTEX_RB_OWNERDEAD);
1286                                         return (EOWNERDEAD); /* success */
1287                                 }
1288                                 MPASS(rv == 1);
1289                                 rv = thread_check_susp(td, false);
1290                                 if (rv != 0)
1291                                         return (rv);
1292                                 continue;
1293                         }
1294                         if (owner == UMUTEX_RB_NOTRECOV)
1295                                 return (ENOTRECOVERABLE);
1296
1297                         /*
1298                          * Try the uncontested case.  This should be
1299                          * done in userland.
1300                          */
1301                         rv = casueword32(&m->m_owner, UMUTEX_UNOWNED,
1302                             &owner, id);
1303                         /* The address was invalid. */
1304                         if (rv == -1)
1305                                 return (EFAULT);
1306
1307                         /* The acquire succeeded. */
1308                         if (rv == 0) {
1309                                 MPASS(owner == UMUTEX_UNOWNED);
1310                                 return (0);
1311                         }
1312
1313                         /*
1314                          * If no one owns it but it is contested try
1315                          * to acquire it.
1316                          */
1317                         MPASS(rv == 1);
1318                         if (owner == UMUTEX_CONTESTED) {
1319                                 rv = casueword32(&m->m_owner,
1320                                     UMUTEX_CONTESTED, &owner,
1321                                     id | UMUTEX_CONTESTED);
1322                                 /* The address was invalid. */
1323                                 if (rv == -1)
1324                                         return (EFAULT);
1325                                 if (rv == 0) {
1326                                         MPASS(owner == UMUTEX_CONTESTED);
1327                                         return (0);
1328                                 }
1329                                 if (rv == 1) {
1330                                         rv = thread_check_susp(td, false);
1331                                         if (rv != 0)
1332                                                 return (rv);
1333                                 }
1334
1335                                 /*
1336                                  * If this failed the lock has
1337                                  * changed, restart.
1338                                  */
1339                                 continue;
1340                         }
1341
1342                         /* rv == 1 but not contested, likely store failure */
1343                         rv = thread_check_susp(td, false);
1344                         if (rv != 0)
1345                                 return (rv);
1346                 }
1347
1348                 if (mode == _UMUTEX_TRY)
1349                         return (EBUSY);
1350
1351                 /*
1352                  * If we caught a signal, we have retried and now
1353                  * exit immediately.
1354                  */
1355                 if (error != 0)
1356                         return (error);
1357
1358                 if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_NORMAL_UMUTEX,
1359                     GET_SHARE(flags), &uq->uq_key)) != 0)
1360                         return (error);
1361
1362                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1363                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
1364                 umtxq_insert(uq);
1365                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1366
1367                 /*
1368                  * Set the contested bit so that a release in user space
1369                  * knows to use the system call for unlock.  If this fails
1370                  * either some one else has acquired the lock or it has been
1371                  * released.
1372                  */
1373                 rv = casueword32(&m->m_owner, owner, &old,
1374                     owner | UMUTEX_CONTESTED);
1375
1376                 /* The address was invalid or casueword failed to store. */
1377                 if (rv == -1 || rv == 1) {
1378                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1379                         umtxq_remove(uq);
1380                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1381                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1382                         umtx_key_release(&uq->uq_key);
1383                         if (rv == -1)
1384                                 return (EFAULT);
1385                         if (rv == 1) {
1386                                 rv = thread_check_susp(td, false);
1387                                 if (rv != 0)
1388                                         return (rv);
1389                         }
1390                         continue;
1391                 }
1392
1393                 /*
1394                  * We set the contested bit, sleep. Otherwise the lock changed
1395                  * and we need to retry or we lost a race to the thread
1396                  * unlocking the umtx.
1397                  */
1398                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1399                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1400                 MPASS(old == owner);
1401                 error = umtxq_sleep(uq, "umtxn", timeout == NULL ?
1402                     NULL : &timo);
1403                 umtxq_remove(uq);
1404                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1405                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
1406
1407                 if (error == 0)
1408                         error = thread_check_susp(td, false);
1409         }
1410
1411         return (0);
1412 }
1413
1414 /*
1415  * Unlock PTHREAD_PRIO_NONE protocol POSIX mutex.
1416  */
1417 static int
1418 do_unlock_normal(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags, bool rb)
1419 {
1420         struct umtx_key key;
1421         uint32_t owner, old, id, newlock;
1422         int error, count;
1423
1424         id = td->td_tid;
1425
1426 again:
1427         /*
1428          * Make sure we own this mtx.
1429          */
1430         error = fueword32(&m->m_owner, &owner);
1431         if (error == -1)
1432                 return (EFAULT);
1433
1434         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != id)
1435                 return (EPERM);
1436
1437         newlock = umtx_unlock_val(flags, rb);
1438         if ((owner & UMUTEX_CONTESTED) == 0) {
1439                 error = casueword32(&m->m_owner, owner, &old, newlock);
1440                 if (error == -1)
1441                         return (EFAULT);
1442                 if (error == 1) {
1443                         error = thread_check_susp(td, false);
1444                         if (error != 0)
1445                                 return (error);
1446                         goto again;
1447                 }
1448                 MPASS(old == owner);
1449                 return (0);
1450         }
1451
1452         /* We should only ever be in here for contested locks */
1453         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_NORMAL_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
1454             &key)) != 0)
1455                 return (error);
1456
1457         umtxq_lock(&key);
1458         umtxq_busy(&key);
1459         count = umtxq_count(&key);
1460         umtxq_unlock(&key);
1461
1462         /*
1463          * When unlocking the umtx, it must be marked as unowned if
1464          * there is zero or one thread only waiting for it.
1465          * Otherwise, it must be marked as contested.
1466          */
1467         if (count > 1)
1468                 newlock |= UMUTEX_CONTESTED;
1469         error = casueword32(&m->m_owner, owner, &old, newlock);
1470         umtxq_lock(&key);
1471         umtxq_signal(&key, 1);
1472         umtxq_unbusy(&key);
1473         umtxq_unlock(&key);
1474         umtx_key_release(&key);
1475         if (error == -1)
1476                 return (EFAULT);
1477         if (error == 1) {
1478                 if (old != owner)
1479                         return (EINVAL);
1480                 error = thread_check_susp(td, false);
1481                 if (error != 0)
1482                         return (error);
1483                 goto again;
1484         }
1485         return (0);
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Check if the mutex is available and wake up a waiter,
1490  * only for simple mutex.
1491  */
1492 static int
1493 do_wake_umutex(struct thread *td, struct umutex *m)
1494 {
1495         struct umtx_key key;
1496         uint32_t owner;
1497         uint32_t flags;
1498         int error;
1499         int count;
1500
1501 again:
1502         error = fueword32(&m->m_owner, &owner);
1503         if (error == -1)
1504                 return (EFAULT);
1505
1506         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != 0 && owner != UMUTEX_RB_OWNERDEAD &&
1507             owner != UMUTEX_RB_NOTRECOV)
1508                 return (0);
1509
1510         error = fueword32(&m->m_flags, &flags);
1511         if (error == -1)
1512                 return (EFAULT);
1513
1514         /* We should only ever be in here for contested locks */
1515         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_NORMAL_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
1516             &key)) != 0)
1517                 return (error);
1518
1519         umtxq_lock(&key);
1520         umtxq_busy(&key);
1521         count = umtxq_count(&key);
1522         umtxq_unlock(&key);
1523
1524         if (count <= 1 && owner != UMUTEX_RB_OWNERDEAD &&
1525             owner != UMUTEX_RB_NOTRECOV) {
1526                 error = casueword32(&m->m_owner, UMUTEX_CONTESTED, &owner,
1527                     UMUTEX_UNOWNED);
1528                 if (error == -1) {
1529                         error = EFAULT;
1530                 } else if (error == 1) {
1531                         umtxq_lock(&key);
1532                         umtxq_unbusy(&key);
1533                         umtxq_unlock(&key);
1534                         umtx_key_release(&key);
1535                         error = thread_check_susp(td, false);
1536                         if (error != 0)
1537                                 return (error);
1538                         goto again;
1539                 }
1540         }
1541
1542         umtxq_lock(&key);
1543         if (error == 0 && count != 0) {
1544                 MPASS((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) == 0 ||
1545                     owner == UMUTEX_RB_OWNERDEAD ||
1546                     owner == UMUTEX_RB_NOTRECOV);
1547                 umtxq_signal(&key, 1);
1548         }
1549         umtxq_unbusy(&key);
1550         umtxq_unlock(&key);
1551         umtx_key_release(&key);
1552         return (error);
1553 }
1554
1555 /*
1556  * Check if the mutex has waiters and tries to fix contention bit.
1557  */
1558 static int
1559 do_wake2_umutex(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags)
1560 {
1561         struct umtx_key key;
1562         uint32_t owner, old;
1563         int type;
1564         int error;
1565         int count;
1566
1567         switch (flags & (UMUTEX_PRIO_INHERIT | UMUTEX_PRIO_PROTECT |
1568             UMUTEX_ROBUST)) {
1569         case 0:
1570         case UMUTEX_ROBUST:
1571                 type = TYPE_NORMAL_UMUTEX;
1572                 break;
1573         case UMUTEX_PRIO_INHERIT:
1574                 type = TYPE_PI_UMUTEX;
1575                 break;
1576         case (UMUTEX_PRIO_INHERIT | UMUTEX_ROBUST):
1577                 type = TYPE_PI_ROBUST_UMUTEX;
1578                 break;
1579         case UMUTEX_PRIO_PROTECT:
1580                 type = TYPE_PP_UMUTEX;
1581                 break;
1582         case (UMUTEX_PRIO_PROTECT | UMUTEX_ROBUST):
1583                 type = TYPE_PP_ROBUST_UMUTEX;
1584                 break;
1585         default:
1586                 return (EINVAL);
1587         }
1588         if ((error = umtx_key_get(m, type, GET_SHARE(flags), &key)) != 0)
1589                 return (error);
1590
1591         owner = 0;
1592         umtxq_lock(&key);
1593         umtxq_busy(&key);
1594         count = umtxq_count(&key);
1595         umtxq_unlock(&key);
1596
1597         error = fueword32(&m->m_owner, &owner);
1598         if (error == -1)
1599                 error = EFAULT;
1600
1601         /*
1602          * Only repair contention bit if there is a waiter, this means
1603          * the mutex is still being referenced by userland code,
1604          * otherwise don't update any memory.
1605          */
1606         while (error == 0 && (owner & UMUTEX_CONTESTED) == 0 &&
1607             (count > 1 || (count == 1 && (owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != 0))) {
1608                 error = casueword32(&m->m_owner, owner, &old,
1609                     owner | UMUTEX_CONTESTED);
1610                 if (error == -1) {
1611                         error = EFAULT;
1612                         break;
1613                 }
1614                 if (error == 0) {
1615                         MPASS(old == owner);
1616                         break;
1617                 }
1618                 owner = old;
1619                 error = thread_check_susp(td, false);
1620         }
1621
1622         umtxq_lock(&key);
1623         if (error == EFAULT) {
1624                 umtxq_signal(&key, INT_MAX);
1625         } else if (count != 0 && ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) == 0 ||
1626             owner == UMUTEX_RB_OWNERDEAD || owner == UMUTEX_RB_NOTRECOV))
1627                 umtxq_signal(&key, 1);
1628         umtxq_unbusy(&key);
1629         umtxq_unlock(&key);
1630         umtx_key_release(&key);
1631         return (error);
1632 }
1633
1634 static inline struct umtx_pi *
1635 umtx_pi_alloc(int flags)
1636 {
1637         struct umtx_pi *pi;
1638
1639         pi = uma_zalloc(umtx_pi_zone, M_ZERO | flags);
1640         TAILQ_INIT(&pi->pi_blocked);
1641         atomic_add_int(&umtx_pi_allocated, 1);
1642         return (pi);
1643 }
1644
1645 static inline void
1646 umtx_pi_free(struct umtx_pi *pi)
1647 {
1648         uma_zfree(umtx_pi_zone, pi);
1649         atomic_add_int(&umtx_pi_allocated, -1);
1650 }
1651
1652 /*
1653  * Adjust the thread's position on a pi_state after its priority has been
1654  * changed.
1655  */
1656 static int
1657 umtx_pi_adjust_thread(struct umtx_pi *pi, struct thread *td)
1658 {
1659         struct umtx_q *uq, *uq1, *uq2;
1660         struct thread *td1;
1661
1662         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1663         if (pi == NULL)
1664                 return (0);
1665
1666         uq = td->td_umtxq;
1667
1668         /*
1669          * Check if the thread needs to be moved on the blocked chain.
1670          * It needs to be moved if either its priority is lower than
1671          * the previous thread or higher than the next thread.
1672          */
1673         uq1 = TAILQ_PREV(uq, umtxq_head, uq_lockq);
1674         uq2 = TAILQ_NEXT(uq, uq_lockq);
1675         if ((uq1 != NULL && UPRI(td) < UPRI(uq1->uq_thread)) ||
1676             (uq2 != NULL && UPRI(td) > UPRI(uq2->uq_thread))) {
1677                 /*
1678                  * Remove thread from blocked chain and determine where
1679                  * it should be moved to.
1680                  */
1681                 TAILQ_REMOVE(&pi->pi_blocked, uq, uq_lockq);
1682                 TAILQ_FOREACH(uq1, &pi->pi_blocked, uq_lockq) {
1683                         td1 = uq1->uq_thread;
1684                         MPASS(td1->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
1685                         if (UPRI(td1) > UPRI(td))
1686                                 break;
1687                 }
1688
1689                 if (uq1 == NULL)
1690                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pi->pi_blocked, uq, uq_lockq);
1691                 else
1692                         TAILQ_INSERT_BEFORE(uq1, uq, uq_lockq);
1693         }
1694         return (1);
1695 }
1696
1697 static struct umtx_pi *
1698 umtx_pi_next(struct umtx_pi *pi)
1699 {
1700         struct umtx_q *uq_owner;
1701
1702         if (pi->pi_owner == NULL)
1703                 return (NULL);
1704         uq_owner = pi->pi_owner->td_umtxq;
1705         if (uq_owner == NULL)
1706                 return (NULL);
1707         return (uq_owner->uq_pi_blocked);
1708 }
1709
1710 /*
1711  * Floyd's Cycle-Finding Algorithm.
1712  */
1713 static bool
1714 umtx_pi_check_loop(struct umtx_pi *pi)
1715 {
1716         struct umtx_pi *pi1;    /* fast iterator */
1717
1718         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1719         if (pi == NULL)
1720                 return (false);
1721         pi1 = pi;
1722         for (;;) {
1723                 pi = umtx_pi_next(pi);
1724                 if (pi == NULL)
1725                         break;
1726                 pi1 = umtx_pi_next(pi1);
1727                 if (pi1 == NULL)
1728                         break;
1729                 pi1 = umtx_pi_next(pi1);
1730                 if (pi1 == NULL)
1731                         break;
1732                 if (pi == pi1)
1733                         return (true);
1734         }
1735         return (false);
1736 }
1737
1738 /*
1739  * Propagate priority when a thread is blocked on POSIX
1740  * PI mutex.
1741  */
1742 static void
1743 umtx_propagate_priority(struct thread *td)
1744 {
1745         struct umtx_q *uq;
1746         struct umtx_pi *pi;
1747         int pri;
1748
1749         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1750         pri = UPRI(td);
1751         uq = td->td_umtxq;
1752         pi = uq->uq_pi_blocked;
1753         if (pi == NULL)
1754                 return;
1755         if (umtx_pi_check_loop(pi))
1756                 return;
1757
1758         for (;;) {
1759                 td = pi->pi_owner;
1760                 if (td == NULL || td == curthread)
1761                         return;
1762
1763                 MPASS(td->td_proc != NULL);
1764                 MPASS(td->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
1765
1766                 thread_lock(td);
1767                 if (td->td_lend_user_pri > pri)
1768                         sched_lend_user_prio(td, pri);
1769                 else {
1770                         thread_unlock(td);
1771                         break;
1772                 }
1773                 thread_unlock(td);
1774
1775                 /*
1776                  * Pick up the lock that td is blocked on.
1777                  */
1778                 uq = td->td_umtxq;
1779                 pi = uq->uq_pi_blocked;
1780                 if (pi == NULL)
1781                         break;
1782                 /* Resort td on the list if needed. */
1783                 umtx_pi_adjust_thread(pi, td);
1784         }
1785 }
1786
1787 /*
1788  * Unpropagate priority for a PI mutex when a thread blocked on
1789  * it is interrupted by signal or resumed by others.
1790  */
1791 static void
1792 umtx_repropagate_priority(struct umtx_pi *pi)
1793 {
1794         struct umtx_q *uq, *uq_owner;
1795         struct umtx_pi *pi2;
1796         int pri;
1797
1798         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1799
1800         if (umtx_pi_check_loop(pi))
1801                 return;
1802         while (pi != NULL && pi->pi_owner != NULL) {
1803                 pri = PRI_MAX;
1804                 uq_owner = pi->pi_owner->td_umtxq;
1805
1806                 TAILQ_FOREACH(pi2, &uq_owner->uq_pi_contested, pi_link) {
1807                         uq = TAILQ_FIRST(&pi2->pi_blocked);
1808                         if (uq != NULL) {
1809                                 if (pri > UPRI(uq->uq_thread))
1810                                         pri = UPRI(uq->uq_thread);
1811                         }
1812                 }
1813
1814                 if (pri > uq_owner->uq_inherited_pri)
1815                         pri = uq_owner->uq_inherited_pri;
1816                 thread_lock(pi->pi_owner);
1817                 sched_lend_user_prio(pi->pi_owner, pri);
1818                 thread_unlock(pi->pi_owner);
1819                 if ((pi = uq_owner->uq_pi_blocked) != NULL)
1820                         umtx_pi_adjust_thread(pi, uq_owner->uq_thread);
1821         }
1822 }
1823
1824 /*
1825  * Insert a PI mutex into owned list.
1826  */
1827 static void
1828 umtx_pi_setowner(struct umtx_pi *pi, struct thread *owner)
1829 {
1830         struct umtx_q *uq_owner;
1831
1832         uq_owner = owner->td_umtxq;
1833         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1834         MPASS(pi->pi_owner == NULL);
1835         pi->pi_owner = owner;
1836         TAILQ_INSERT_TAIL(&uq_owner->uq_pi_contested, pi, pi_link);
1837 }
1838
1839 /*
1840  * Disown a PI mutex, and remove it from the owned list.
1841  */
1842 static void
1843 umtx_pi_disown(struct umtx_pi *pi)
1844 {
1845
1846         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1847         TAILQ_REMOVE(&pi->pi_owner->td_umtxq->uq_pi_contested, pi, pi_link);
1848         pi->pi_owner = NULL;
1849 }
1850
1851 /*
1852  * Claim ownership of a PI mutex.
1853  */
1854 static int
1855 umtx_pi_claim(struct umtx_pi *pi, struct thread *owner)
1856 {
1857         struct umtx_q *uq;
1858         int pri;
1859
1860         mtx_lock(&umtx_lock);
1861         if (pi->pi_owner == owner) {
1862                 mtx_unlock(&umtx_lock);
1863                 return (0);
1864         }
1865
1866         if (pi->pi_owner != NULL) {
1867                 /*
1868                  * userland may have already messed the mutex, sigh.
1869                  */
1870                 mtx_unlock(&umtx_lock);
1871                 return (EPERM);
1872         }
1873         umtx_pi_setowner(pi, owner);
1874         uq = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
1875         if (uq != NULL) {
1876                 pri = UPRI(uq->uq_thread);
1877                 thread_lock(owner);
1878                 if (pri < UPRI(owner))
1879                         sched_lend_user_prio(owner, pri);
1880                 thread_unlock(owner);
1881         }
1882         mtx_unlock(&umtx_lock);
1883         return (0);
1884 }
1885
1886 /*
1887  * Adjust a thread's order position in its blocked PI mutex,
1888  * this may result new priority propagating process.
1889  */
1890 void
1891 umtx_pi_adjust(struct thread *td, u_char oldpri)
1892 {
1893         struct umtx_q *uq;
1894         struct umtx_pi *pi;
1895
1896         uq = td->td_umtxq;
1897         mtx_lock(&umtx_lock);
1898         /*
1899          * Pick up the lock that td is blocked on.
1900          */
1901         pi = uq->uq_pi_blocked;
1902         if (pi != NULL) {
1903                 umtx_pi_adjust_thread(pi, td);
1904                 umtx_repropagate_priority(pi);
1905         }
1906         mtx_unlock(&umtx_lock);
1907 }
1908
1909 /*
1910  * Sleep on a PI mutex.
1911  */
1912 static int
1913 umtxq_sleep_pi(struct umtx_q *uq, struct umtx_pi *pi, uint32_t owner,
1914     const char *wmesg, struct umtx_abs_timeout *timo, bool shared)
1915 {
1916         struct thread *td, *td1;
1917         struct umtx_q *uq1;
1918         int error, pri;
1919 #ifdef INVARIANTS
1920         struct umtxq_chain *uc;
1921
1922         uc = umtxq_getchain(&pi->pi_key);
1923 #endif
1924         error = 0;
1925         td = uq->uq_thread;
1926         KASSERT(td == curthread, ("inconsistent uq_thread"));
1927         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(umtxq_getchain(&uq->uq_key));
1928         KASSERT(uc->uc_busy != 0, ("umtx chain is not busy"));
1929         umtxq_insert(uq);
1930         mtx_lock(&umtx_lock);
1931         if (pi->pi_owner == NULL) {
1932                 mtx_unlock(&umtx_lock);
1933                 td1 = tdfind(owner, shared ? -1 : td->td_proc->p_pid);
1934                 mtx_lock(&umtx_lock);
1935                 if (td1 != NULL) {
1936                         if (pi->pi_owner == NULL)
1937                                 umtx_pi_setowner(pi, td1);
1938                         PROC_UNLOCK(td1->td_proc);
1939                 }
1940         }
1941
1942         TAILQ_FOREACH(uq1, &pi->pi_blocked, uq_lockq) {
1943                 pri = UPRI(uq1->uq_thread);
1944                 if (pri > UPRI(td))
1945                         break;
1946         }
1947
1948         if (uq1 != NULL)
1949                 TAILQ_INSERT_BEFORE(uq1, uq, uq_lockq);
1950         else
1951                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pi->pi_blocked, uq, uq_lockq);
1952
1953         uq->uq_pi_blocked = pi;
1954         thread_lock(td);
1955         td->td_flags |= TDF_UPIBLOCKED;
1956         thread_unlock(td);
1957         umtx_propagate_priority(td);
1958         mtx_unlock(&umtx_lock);
1959         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1960
1961         error = umtxq_sleep(uq, wmesg, timo);
1962         umtxq_remove(uq);
1963
1964         mtx_lock(&umtx_lock);
1965         uq->uq_pi_blocked = NULL;
1966         thread_lock(td);
1967         td->td_flags &= ~TDF_UPIBLOCKED;
1968         thread_unlock(td);
1969         TAILQ_REMOVE(&pi->pi_blocked, uq, uq_lockq);
1970         umtx_repropagate_priority(pi);
1971         mtx_unlock(&umtx_lock);
1972         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1973
1974         return (error);
1975 }
1976
1977 /*
1978  * Add reference count for a PI mutex.
1979  */
1980 static void
1981 umtx_pi_ref(struct umtx_pi *pi)
1982 {
1983
1984         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(umtxq_getchain(&pi->pi_key));
1985         pi->pi_refcount++;
1986 }
1987
1988 /*
1989  * Decrease reference count for a PI mutex, if the counter
1990  * is decreased to zero, its memory space is freed.
1991  */
1992 static void
1993 umtx_pi_unref(struct umtx_pi *pi)
1994 {
1995         struct umtxq_chain *uc;
1996
1997         uc = umtxq_getchain(&pi->pi_key);
1998         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
1999         KASSERT(pi->pi_refcount > 0, ("invalid reference count"));
2000         if (--pi->pi_refcount == 0) {
2001                 mtx_lock(&umtx_lock);
2002                 if (pi->pi_owner != NULL)
2003                         umtx_pi_disown(pi);
2004                 KASSERT(TAILQ_EMPTY(&pi->pi_blocked),
2005                         ("blocked queue not empty"));
2006                 mtx_unlock(&umtx_lock);
2007                 TAILQ_REMOVE(&uc->uc_pi_list, pi, pi_hashlink);
2008                 umtx_pi_free(pi);
2009         }
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Find a PI mutex in hash table.
2014  */
2015 static struct umtx_pi *
2016 umtx_pi_lookup(struct umtx_key *key)
2017 {
2018         struct umtxq_chain *uc;
2019         struct umtx_pi *pi;
2020
2021         uc = umtxq_getchain(key);
2022         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
2023
2024         TAILQ_FOREACH(pi, &uc->uc_pi_list, pi_hashlink) {
2025                 if (umtx_key_match(&pi->pi_key, key)) {
2026                         return (pi);
2027                 }
2028         }
2029         return (NULL);
2030 }
2031
2032 /*
2033  * Insert a PI mutex into hash table.
2034  */
2035 static inline void
2036 umtx_pi_insert(struct umtx_pi *pi)
2037 {
2038         struct umtxq_chain *uc;
2039
2040         uc = umtxq_getchain(&pi->pi_key);
2041         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
2042         TAILQ_INSERT_TAIL(&uc->uc_pi_list, pi, pi_hashlink);
2043 }
2044
2045 /*
2046  * Lock a PI mutex.
2047  */
2048 static int
2049 do_lock_pi(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags,
2050     struct _umtx_time *timeout, int try)
2051 {
2052         struct umtx_abs_timeout timo;
2053         struct umtx_q *uq;
2054         struct umtx_pi *pi, *new_pi;
2055         uint32_t id, old_owner, owner, old;
2056         int error, rv;
2057
2058         id = td->td_tid;
2059         uq = td->td_umtxq;
2060
2061         if ((error = umtx_key_get(m, (flags & UMUTEX_ROBUST) != 0 ?
2062             TYPE_PI_ROBUST_UMUTEX : TYPE_PI_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
2063             &uq->uq_key)) != 0)
2064                 return (error);
2065
2066         if (timeout != NULL)
2067                 umtx_abs_timeout_init2(&timo, timeout);
2068
2069         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2070         pi = umtx_pi_lookup(&uq->uq_key);
2071         if (pi == NULL) {
2072                 new_pi = umtx_pi_alloc(M_NOWAIT);
2073                 if (new_pi == NULL) {
2074                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2075                         new_pi = umtx_pi_alloc(M_WAITOK);
2076                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2077                         pi = umtx_pi_lookup(&uq->uq_key);
2078                         if (pi != NULL) {
2079                                 umtx_pi_free(new_pi);
2080                                 new_pi = NULL;
2081                         }
2082                 }
2083                 if (new_pi != NULL) {
2084                         new_pi->pi_key = uq->uq_key;
2085                         umtx_pi_insert(new_pi);
2086                         pi = new_pi;
2087                 }
2088         }
2089         umtx_pi_ref(pi);
2090         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2091
2092         /*
2093          * Care must be exercised when dealing with umtx structure.  It
2094          * can fault on any access.
2095          */
2096         for (;;) {
2097                 /*
2098                  * Try the uncontested case.  This should be done in userland.
2099                  */
2100                 rv = casueword32(&m->m_owner, UMUTEX_UNOWNED, &owner, id);
2101                 /* The address was invalid. */
2102                 if (rv == -1) {
2103                         error = EFAULT;
2104                         break;
2105                 }
2106                 /* The acquire succeeded. */
2107                 if (rv == 0) {
2108                         MPASS(owner == UMUTEX_UNOWNED);
2109                         error = 0;
2110                         break;
2111                 }
2112
2113                 if (owner == UMUTEX_RB_NOTRECOV) {
2114                         error = ENOTRECOVERABLE;
2115                         break;
2116                 }
2117
2118                 /*
2119                  * Avoid overwriting a possible error from sleep due
2120                  * to the pending signal with suspension check result.
2121                  */
2122                 if (error == 0) {
2123                         error = thread_check_susp(td, true);
2124                         if (error != 0)
2125                                 break;
2126                 }
2127
2128                 /* If no one owns it but it is contested try to acquire it. */
2129                 if (owner == UMUTEX_CONTESTED || owner == UMUTEX_RB_OWNERDEAD) {
2130                         old_owner = owner;
2131                         rv = casueword32(&m->m_owner, owner, &owner,
2132                             id | UMUTEX_CONTESTED);
2133                         /* The address was invalid. */
2134                         if (rv == -1) {
2135                                 error = EFAULT;
2136                                 break;
2137                         }
2138                         if (rv == 1) {
2139                                 if (error == 0) {
2140                                         error = thread_check_susp(td, true);
2141                                         if (error != 0)
2142                                                 break;
2143                                 }
2144
2145                                 /*
2146                                  * If this failed the lock could
2147                                  * changed, restart.
2148                                  */
2149                                 continue;
2150                         }
2151
2152                         MPASS(rv == 0);
2153                         MPASS(owner == old_owner);
2154                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2155                         umtxq_busy(&uq->uq_key);
2156                         error = umtx_pi_claim(pi, td);
2157                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2158                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2159                         if (error != 0) {
2160                                 /*
2161                                  * Since we're going to return an
2162                                  * error, restore the m_owner to its
2163                                  * previous, unowned state to avoid
2164                                  * compounding the problem.
2165                                  */
2166                                 (void)casuword32(&m->m_owner,
2167                                     id | UMUTEX_CONTESTED, old_owner);
2168                         }
2169                         if (error == 0 && old_owner == UMUTEX_RB_OWNERDEAD)
2170                                 error = EOWNERDEAD;
2171                         break;
2172                 }
2173
2174                 if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) == id) {
2175                         error = EDEADLK;
2176                         break;
2177                 }
2178
2179                 if (try != 0) {
2180                         error = EBUSY;
2181                         break;
2182                 }
2183
2184                 /*
2185                  * If we caught a signal, we have retried and now
2186                  * exit immediately.
2187                  */
2188                 if (error != 0)
2189                         break;
2190
2191                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2192                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2193                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2194
2195                 /*
2196                  * Set the contested bit so that a release in user space
2197                  * knows to use the system call for unlock.  If this fails
2198                  * either some one else has acquired the lock or it has been
2199                  * released.
2200                  */
2201                 rv = casueword32(&m->m_owner, owner, &old, owner |
2202                     UMUTEX_CONTESTED);
2203
2204                 /* The address was invalid. */
2205                 if (rv == -1) {
2206                         umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
2207                         error = EFAULT;
2208                         break;
2209                 }
2210                 if (rv == 1) {
2211                         umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
2212                         error = thread_check_susp(td, true);
2213                         if (error != 0)
2214                                 break;
2215
2216                         /*
2217                          * The lock changed and we need to retry or we
2218                          * lost a race to the thread unlocking the
2219                          * umtx.  Note that the UMUTEX_RB_OWNERDEAD
2220                          * value for owner is impossible there.
2221                          */
2222                         continue;
2223                 }
2224
2225                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2226
2227                 /* We set the contested bit, sleep. */
2228                 MPASS(old == owner);
2229                 error = umtxq_sleep_pi(uq, pi, owner & ~UMUTEX_CONTESTED,
2230                     "umtxpi", timeout == NULL ? NULL : &timo,
2231                     (flags & USYNC_PROCESS_SHARED) != 0);
2232                 if (error != 0)
2233                         continue;
2234
2235                 error = thread_check_susp(td, false);
2236                 if (error != 0)
2237                         break;
2238         }
2239
2240         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2241         umtx_pi_unref(pi);
2242         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2243
2244         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2245         return (error);
2246 }
2247
2248 /*
2249  * Unlock a PI mutex.
2250  */
2251 static int
2252 do_unlock_pi(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags, bool rb)
2253 {
2254         struct umtx_key key;
2255         struct umtx_q *uq_first, *uq_first2, *uq_me;
2256         struct umtx_pi *pi, *pi2;
2257         uint32_t id, new_owner, old, owner;
2258         int count, error, pri;
2259
2260         id = td->td_tid;
2261
2262 usrloop:
2263         /*
2264          * Make sure we own this mtx.
2265          */
2266         error = fueword32(&m->m_owner, &owner);
2267         if (error == -1)
2268                 return (EFAULT);
2269
2270         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != id)
2271                 return (EPERM);
2272
2273         new_owner = umtx_unlock_val(flags, rb);
2274
2275         /* This should be done in userland */
2276         if ((owner & UMUTEX_CONTESTED) == 0) {
2277                 error = casueword32(&m->m_owner, owner, &old, new_owner);
2278                 if (error == -1)
2279                         return (EFAULT);
2280                 if (error == 1) {
2281                         error = thread_check_susp(td, true);
2282                         if (error != 0)
2283                                 return (error);
2284                         goto usrloop;
2285                 }
2286                 if (old == owner)
2287                         return (0);
2288                 owner = old;
2289         }
2290
2291         /* We should only ever be in here for contested locks */
2292         if ((error = umtx_key_get(m, (flags & UMUTEX_ROBUST) != 0 ?
2293             TYPE_PI_ROBUST_UMUTEX : TYPE_PI_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
2294             &key)) != 0)
2295                 return (error);
2296
2297         umtxq_lock(&key);
2298         umtxq_busy(&key);
2299         count = umtxq_count_pi(&key, &uq_first);
2300         if (uq_first != NULL) {
2301                 mtx_lock(&umtx_lock);
2302                 pi = uq_first->uq_pi_blocked;
2303                 KASSERT(pi != NULL, ("pi == NULL?"));
2304                 if (pi->pi_owner != td && !(rb && pi->pi_owner == NULL)) {
2305                         mtx_unlock(&umtx_lock);
2306                         umtxq_unbusy(&key);
2307                         umtxq_unlock(&key);
2308                         umtx_key_release(&key);
2309                         /* userland messed the mutex */
2310                         return (EPERM);
2311                 }
2312                 uq_me = td->td_umtxq;
2313                 if (pi->pi_owner == td)
2314                         umtx_pi_disown(pi);
2315                 /* get highest priority thread which is still sleeping. */
2316                 uq_first = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
2317                 while (uq_first != NULL &&
2318                     (uq_first->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0) {
2319                         uq_first = TAILQ_NEXT(uq_first, uq_lockq);
2320                 }
2321                 pri = PRI_MAX;
2322                 TAILQ_FOREACH(pi2, &uq_me->uq_pi_contested, pi_link) {
2323                         uq_first2 = TAILQ_FIRST(&pi2->pi_blocked);
2324                         if (uq_first2 != NULL) {
2325                                 if (pri > UPRI(uq_first2->uq_thread))
2326                                         pri = UPRI(uq_first2->uq_thread);
2327                         }
2328                 }
2329                 thread_lock(td);
2330                 sched_lend_user_prio(td, pri);
2331                 thread_unlock(td);
2332                 mtx_unlock(&umtx_lock);
2333                 if (uq_first)
2334                         umtxq_signal_thread(uq_first);
2335         } else {
2336                 pi = umtx_pi_lookup(&key);
2337                 /*
2338                  * A umtx_pi can exist if a signal or timeout removed the
2339                  * last waiter from the umtxq, but there is still
2340                  * a thread in do_lock_pi() holding the umtx_pi.
2341                  */
2342                 if (pi != NULL) {
2343                         /*
2344                          * The umtx_pi can be unowned, such as when a thread
2345                          * has just entered do_lock_pi(), allocated the
2346                          * umtx_pi, and unlocked the umtxq.
2347                          * If the current thread owns it, it must disown it.
2348                          */
2349                         mtx_lock(&umtx_lock);
2350                         if (pi->pi_owner == td)
2351                                 umtx_pi_disown(pi);
2352                         mtx_unlock(&umtx_lock);
2353                 }
2354         }
2355         umtxq_unlock(&key);
2356
2357         /*
2358          * When unlocking the umtx, it must be marked as unowned if
2359          * there is zero or one thread only waiting for it.
2360          * Otherwise, it must be marked as contested.
2361          */
2362
2363         if (count > 1)
2364                 new_owner |= UMUTEX_CONTESTED;
2365 again:
2366         error = casueword32(&m->m_owner, owner, &old, new_owner);
2367         if (error == 1) {
2368                 error = thread_check_susp(td, false);
2369                 if (error == 0)
2370                         goto again;
2371         }
2372         umtxq_unbusy_unlocked(&key);
2373         umtx_key_release(&key);
2374         if (error == -1)
2375                 return (EFAULT);
2376         if (error == 0 && old != owner)
2377                 return (EINVAL);
2378         return (error);
2379 }
2380
2381 /*
2382  * Lock a PP mutex.
2383  */
2384 static int
2385 do_lock_pp(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags,
2386     struct _umtx_time *timeout, int try)
2387 {
2388         struct umtx_abs_timeout timo;
2389         struct umtx_q *uq, *uq2;
2390         struct umtx_pi *pi;
2391         uint32_t ceiling;
2392         uint32_t owner, id;
2393         int error, pri, old_inherited_pri, su, rv;
2394
2395         id = td->td_tid;
2396         uq = td->td_umtxq;
2397         if ((error = umtx_key_get(m, (flags & UMUTEX_ROBUST) != 0 ?
2398             TYPE_PP_ROBUST_UMUTEX : TYPE_PP_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
2399             &uq->uq_key)) != 0)
2400                 return (error);
2401
2402         if (timeout != NULL)
2403                 umtx_abs_timeout_init2(&timo, timeout);
2404
2405         su = (priv_check(td, PRIV_SCHED_RTPRIO) == 0);
2406         for (;;) {
2407                 old_inherited_pri = uq->uq_inherited_pri;
2408                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2409                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2410                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2411
2412                 rv = fueword32(&m->m_ceilings[0], &ceiling);
2413                 if (rv == -1) {
2414                         error = EFAULT;
2415                         goto out;
2416                 }
2417                 ceiling = RTP_PRIO_MAX - ceiling;
2418                 if (ceiling > RTP_PRIO_MAX) {
2419                         error = EINVAL;
2420                         goto out;
2421                 }
2422
2423                 mtx_lock(&umtx_lock);
2424                 if (UPRI(td) < PRI_MIN_REALTIME + ceiling) {
2425                         mtx_unlock(&umtx_lock);
2426                         error = EINVAL;
2427                         goto out;
2428                 }
2429                 if (su && PRI_MIN_REALTIME + ceiling < uq->uq_inherited_pri) {
2430                         uq->uq_inherited_pri = PRI_MIN_REALTIME + ceiling;
2431                         thread_lock(td);
2432                         if (uq->uq_inherited_pri < UPRI(td))
2433                                 sched_lend_user_prio(td, uq->uq_inherited_pri);
2434                         thread_unlock(td);
2435                 }
2436                 mtx_unlock(&umtx_lock);
2437
2438                 rv = casueword32(&m->m_owner, UMUTEX_CONTESTED, &owner,
2439                     id | UMUTEX_CONTESTED);
2440                 /* The address was invalid. */
2441                 if (rv == -1) {
2442                         error = EFAULT;
2443                         break;
2444                 }
2445                 if (rv == 0) {
2446                         MPASS(owner == UMUTEX_CONTESTED);
2447                         error = 0;
2448                         break;
2449                 }
2450                 /* rv == 1 */
2451                 if (owner == UMUTEX_RB_OWNERDEAD) {
2452                         rv = casueword32(&m->m_owner, UMUTEX_RB_OWNERDEAD,
2453                             &owner, id | UMUTEX_CONTESTED);
2454                         if (rv == -1) {
2455                                 error = EFAULT;
2456                                 break;
2457                         }
2458                         if (rv == 0) {
2459                                 MPASS(owner == UMUTEX_RB_OWNERDEAD);
2460                                 error = EOWNERDEAD; /* success */
2461                                 break;
2462                         }
2463
2464                         /*
2465                          *  rv == 1, only check for suspension if we
2466                          *  did not already catched a signal.  If we
2467                          *  get an error from the check, the same
2468                          *  condition is checked by the umtxq_sleep()
2469                          *  call below, so we should obliterate the
2470                          *  error to not skip the last loop iteration.
2471                          */
2472                         if (error == 0) {
2473                                 error = thread_check_susp(td, false);
2474                                 if (error == 0) {
2475                                         if (try != 0)
2476                                                 error = EBUSY;
2477                                         else
2478                                                 continue;
2479                                 }
2480                                 error = 0;
2481                         }
2482                 } else if (owner == UMUTEX_RB_NOTRECOV) {
2483                         error = ENOTRECOVERABLE;
2484                 }
2485
2486                 if (try != 0)
2487                         error = EBUSY;
2488
2489                 /*
2490                  * If we caught a signal, we have retried and now
2491                  * exit immediately.
2492                  */
2493                 if (error != 0)
2494                         break;
2495
2496                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2497                 umtxq_insert(uq);
2498                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2499                 error = umtxq_sleep(uq, "umtxpp", timeout == NULL ?
2500                     NULL : &timo);
2501                 umtxq_remove(uq);
2502                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2503
2504                 mtx_lock(&umtx_lock);
2505                 uq->uq_inherited_pri = old_inherited_pri;
2506                 pri = PRI_MAX;
2507                 TAILQ_FOREACH(pi, &uq->uq_pi_contested, pi_link) {
2508                         uq2 = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
2509                         if (uq2 != NULL) {
2510                                 if (pri > UPRI(uq2->uq_thread))
2511                                         pri = UPRI(uq2->uq_thread);
2512                         }
2513                 }
2514                 if (pri > uq->uq_inherited_pri)
2515                         pri = uq->uq_inherited_pri;
2516                 thread_lock(td);
2517                 sched_lend_user_prio(td, pri);
2518                 thread_unlock(td);
2519                 mtx_unlock(&umtx_lock);
2520         }
2521
2522         if (error != 0 && error != EOWNERDEAD) {
2523                 mtx_lock(&umtx_lock);
2524                 uq->uq_inherited_pri = old_inherited_pri;
2525                 pri = PRI_MAX;
2526                 TAILQ_FOREACH(pi, &uq->uq_pi_contested, pi_link) {
2527                         uq2 = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
2528                         if (uq2 != NULL) {
2529                                 if (pri > UPRI(uq2->uq_thread))
2530                                         pri = UPRI(uq2->uq_thread);
2531                         }
2532                 }
2533                 if (pri > uq->uq_inherited_pri)
2534                         pri = uq->uq_inherited_pri;
2535                 thread_lock(td);
2536                 sched_lend_user_prio(td, pri);
2537                 thread_unlock(td);
2538                 mtx_unlock(&umtx_lock);
2539         }
2540
2541 out:
2542         umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
2543         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2544         return (error);
2545 }
2546
2547 /*
2548  * Unlock a PP mutex.
2549  */
2550 static int
2551 do_unlock_pp(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags, bool rb)
2552 {
2553         struct umtx_key key;
2554         struct umtx_q *uq, *uq2;
2555         struct umtx_pi *pi;
2556         uint32_t id, owner, rceiling;
2557         int error, pri, new_inherited_pri, su;
2558
2559         id = td->td_tid;
2560         uq = td->td_umtxq;
2561         su = (priv_check(td, PRIV_SCHED_RTPRIO) == 0);
2562
2563         /*
2564          * Make sure we own this mtx.
2565          */
2566         error = fueword32(&m->m_owner, &owner);
2567         if (error == -1)
2568                 return (EFAULT);
2569
2570         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != id)
2571                 return (EPERM);
2572
2573         error = copyin(&m->m_ceilings[1], &rceiling, sizeof(uint32_t));
2574         if (error != 0)
2575                 return (error);
2576
2577         if (rceiling == -1)
2578                 new_inherited_pri = PRI_MAX;
2579         else {
2580                 rceiling = RTP_PRIO_MAX - rceiling;
2581                 if (rceiling > RTP_PRIO_MAX)
2582                         return (EINVAL);
2583                 new_inherited_pri = PRI_MIN_REALTIME + rceiling;
2584         }
2585
2586         if ((error = umtx_key_get(m, (flags & UMUTEX_ROBUST) != 0 ?
2587             TYPE_PP_ROBUST_UMUTEX : TYPE_PP_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
2588             &key)) != 0)
2589                 return (error);
2590         umtxq_lock(&key);
2591         umtxq_busy(&key);
2592         umtxq_unlock(&key);
2593         /*
2594          * For priority protected mutex, always set unlocked state
2595          * to UMUTEX_CONTESTED, so that userland always enters kernel
2596          * to lock the mutex, it is necessary because thread priority
2597          * has to be adjusted for such mutex.
2598          */
2599         error = suword32(&m->m_owner, umtx_unlock_val(flags, rb) |
2600             UMUTEX_CONTESTED);
2601
2602         umtxq_lock(&key);
2603         if (error == 0)
2604                 umtxq_signal(&key, 1);
2605         umtxq_unbusy(&key);
2606         umtxq_unlock(&key);
2607
2608         if (error == -1)
2609                 error = EFAULT;
2610         else {
2611                 mtx_lock(&umtx_lock);
2612                 if (su != 0)
2613                         uq->uq_inherited_pri = new_inherited_pri;
2614                 pri = PRI_MAX;
2615                 TAILQ_FOREACH(pi, &uq->uq_pi_contested, pi_link) {
2616                         uq2 = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
2617                         if (uq2 != NULL) {
2618                                 if (pri > UPRI(uq2->uq_thread))
2619                                         pri = UPRI(uq2->uq_thread);
2620                         }
2621                 }
2622                 if (pri > uq->uq_inherited_pri)
2623                         pri = uq->uq_inherited_pri;
2624                 thread_lock(td);
2625                 sched_lend_user_prio(td, pri);
2626                 thread_unlock(td);
2627                 mtx_unlock(&umtx_lock);
2628         }
2629         umtx_key_release(&key);
2630         return (error);
2631 }
2632
2633 static int
2634 do_set_ceiling(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t ceiling,
2635     uint32_t *old_ceiling)
2636 {
2637         struct umtx_q *uq;
2638         uint32_t flags, id, owner, save_ceiling;
2639         int error, rv, rv1;
2640
2641         error = fueword32(&m->m_flags, &flags);
2642         if (error == -1)
2643                 return (EFAULT);
2644         if ((flags & UMUTEX_PRIO_PROTECT) == 0)
2645                 return (EINVAL);
2646         if (ceiling > RTP_PRIO_MAX)
2647                 return (EINVAL);
2648         id = td->td_tid;
2649         uq = td->td_umtxq;
2650         if ((error = umtx_key_get(m, (flags & UMUTEX_ROBUST) != 0 ?
2651             TYPE_PP_ROBUST_UMUTEX : TYPE_PP_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
2652             &uq->uq_key)) != 0)
2653                 return (error);
2654         for (;;) {
2655                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2656                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2657                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2658
2659                 rv = fueword32(&m->m_ceilings[0], &save_ceiling);
2660                 if (rv == -1) {
2661                         error = EFAULT;
2662                         break;
2663                 }
2664
2665                 rv = casueword32(&m->m_owner, UMUTEX_CONTESTED, &owner,
2666                     id | UMUTEX_CONTESTED);
2667                 if (rv == -1) {
2668                         error = EFAULT;
2669                         break;
2670                 }
2671
2672                 if (rv == 0) {
2673                         MPASS(owner == UMUTEX_CONTESTED);
2674                         rv = suword32(&m->m_ceilings[0], ceiling);
2675                         rv1 = suword32(&m->m_owner, UMUTEX_CONTESTED);
2676                         error = (rv == 0 && rv1 == 0) ? 0: EFAULT;
2677                         break;
2678                 }
2679
2680                 if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) == id) {
2681                         rv = suword32(&m->m_ceilings[0], ceiling);
2682                         error = rv == 0 ? 0 : EFAULT;
2683                         break;
2684                 }
2685
2686                 if (owner == UMUTEX_RB_OWNERDEAD) {
2687                         error = EOWNERDEAD;
2688                         break;
2689                 } else if (owner == UMUTEX_RB_NOTRECOV) {
2690                         error = ENOTRECOVERABLE;
2691                         break;
2692                 }
2693
2694                 /*
2695                  * If we caught a signal, we have retried and now
2696                  * exit immediately.
2697                  */
2698                 if (error != 0)
2699                         break;
2700
2701                 /*
2702                  * We set the contested bit, sleep. Otherwise the lock changed
2703                  * and we need to retry or we lost a race to the thread
2704                  * unlocking the umtx.
2705                  */
2706                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2707                 umtxq_insert(uq);
2708                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2709                 error = umtxq_sleep(uq, "umtxpp", NULL);
2710                 umtxq_remove(uq);
2711                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2712         }
2713         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2714         if (error == 0)
2715                 umtxq_signal(&uq->uq_key, INT_MAX);
2716         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2717         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2718         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2719         if (error == 0 && old_ceiling != NULL) {
2720                 rv = suword32(old_ceiling, save_ceiling);
2721                 error = rv == 0 ? 0 : EFAULT;
2722         }
2723         return (error);
2724 }
2725
2726 /*
2727  * Lock a userland POSIX mutex.
2728  */
2729 static int
2730 do_lock_umutex(struct thread *td, struct umutex *m,
2731     struct _umtx_time *timeout, int mode)
2732 {
2733         uint32_t flags;
2734         int error;
2735
2736         error = fueword32(&m->m_flags, &flags);
2737         if (error == -1)
2738                 return (EFAULT);
2739
2740         switch (flags & (UMUTEX_PRIO_INHERIT | UMUTEX_PRIO_PROTECT)) {
2741         case 0:
2742                 error = do_lock_normal(td, m, flags, timeout, mode);
2743                 break;
2744         case UMUTEX_PRIO_INHERIT:
2745                 error = do_lock_pi(td, m, flags, timeout, mode);
2746                 break;
2747         case UMUTEX_PRIO_PROTECT:
2748                 error = do_lock_pp(td, m, flags, timeout, mode);
2749                 break;
2750         default:
2751                 return (EINVAL);
2752         }
2753         if (timeout == NULL) {
2754                 if (error == EINTR && mode != _UMUTEX_WAIT)
2755                         error = ERESTART;
2756         } else {
2757                 /* Timed-locking is not restarted. */
2758                 if (error == ERESTART)
2759                         error = EINTR;
2760         }
2761         return (error);
2762 }
2763
2764 /*
2765  * Unlock a userland POSIX mutex.
2766  */
2767 static int
2768 do_unlock_umutex(struct thread *td, struct umutex *m, bool rb)
2769 {
2770         uint32_t flags;
2771         int error;
2772
2773         error = fueword32(&m->m_flags, &flags);
2774         if (error == -1)
2775                 return (EFAULT);
2776
2777         switch (flags & (UMUTEX_PRIO_INHERIT | UMUTEX_PRIO_PROTECT)) {
2778         case 0:
2779                 return (do_unlock_normal(td, m, flags, rb));
2780         case UMUTEX_PRIO_INHERIT:
2781                 return (do_unlock_pi(td, m, flags, rb));
2782         case UMUTEX_PRIO_PROTECT:
2783                 return (do_unlock_pp(td, m, flags, rb));
2784         }
2785
2786         return (EINVAL);
2787 }
2788
2789 static int
2790 do_cv_wait(struct thread *td, struct ucond *cv, struct umutex *m,
2791     struct timespec *timeout, u_long wflags)
2792 {
2793         struct umtx_abs_timeout timo;
2794         struct umtx_q *uq;
2795         uint32_t flags, clockid, hasw;
2796         int error;
2797
2798         uq = td->td_umtxq;
2799         error = fueword32(&cv->c_flags, &flags);
2800         if (error == -1)
2801                 return (EFAULT);
2802         error = umtx_key_get(cv, TYPE_CV, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
2803         if (error != 0)
2804                 return (error);
2805
2806         if ((wflags & CVWAIT_CLOCKID) != 0) {
2807                 error = fueword32(&cv->c_clockid, &clockid);
2808                 if (error == -1) {
2809                         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2810                         return (EFAULT);
2811                 }
2812                 if (clockid < CLOCK_REALTIME ||
2813                     clockid >= CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID) {
2814                         /* hmm, only HW clock id will work. */
2815                         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2816                         return (EINVAL);
2817                 }
2818         } else {
2819                 clockid = CLOCK_REALTIME;
2820         }
2821
2822         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2823         umtxq_busy(&uq->uq_key);
2824         umtxq_insert(uq);
2825         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2826
2827         /*
2828          * Set c_has_waiters to 1 before releasing user mutex, also
2829          * don't modify cache line when unnecessary.
2830          */
2831         error = fueword32(&cv->c_has_waiters, &hasw);
2832         if (error == 0 && hasw == 0)
2833                 suword32(&cv->c_has_waiters, 1);
2834
2835         umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
2836
2837         error = do_unlock_umutex(td, m, false);
2838
2839         if (timeout != NULL)
2840                 umtx_abs_timeout_init(&timo, clockid,
2841                     (wflags & CVWAIT_ABSTIME) != 0, timeout);
2842
2843         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2844         if (error == 0) {
2845                 error = umtxq_sleep(uq, "ucond", timeout == NULL ?
2846                     NULL : &timo);
2847         }
2848
2849         if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0)
2850                 error = 0;
2851         else {
2852                 /*
2853                  * This must be timeout,interrupted by signal or
2854                  * surprious wakeup, clear c_has_waiter flag when
2855                  * necessary.
2856                  */
2857                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2858                 if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) != 0) {
2859                         int oldlen = uq->uq_cur_queue->length;
2860                         umtxq_remove(uq);
2861                         if (oldlen == 1) {
2862                                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2863                                 suword32(&cv->c_has_waiters, 0);
2864                                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2865                         }
2866                 }
2867                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2868                 if (error == ERESTART)
2869                         error = EINTR;
2870         }
2871
2872         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2873         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2874         return (error);
2875 }
2876
2877 /*
2878  * Signal a userland condition variable.
2879  */
2880 static int
2881 do_cv_signal(struct thread *td, struct ucond *cv)
2882 {
2883         struct umtx_key key;
2884         int error, cnt, nwake;
2885         uint32_t flags;
2886
2887         error = fueword32(&cv->c_flags, &flags);
2888         if (error == -1)
2889                 return (EFAULT);
2890         if ((error = umtx_key_get(cv, TYPE_CV, GET_SHARE(flags), &key)) != 0)
2891                 return (error);
2892         umtxq_lock(&key);
2893         umtxq_busy(&key);
2894         cnt = umtxq_count(&key);
2895         nwake = umtxq_signal(&key, 1);
2896         if (cnt <= nwake) {
2897                 umtxq_unlock(&key);
2898                 error = suword32(&cv->c_has_waiters, 0);
2899                 if (error == -1)
2900                         error = EFAULT;
2901                 umtxq_lock(&key);
2902         }
2903         umtxq_unbusy(&key);
2904         umtxq_unlock(&key);
2905         umtx_key_release(&key);
2906         return (error);
2907 }
2908
2909 static int
2910 do_cv_broadcast(struct thread *td, struct ucond *cv)
2911 {
2912         struct umtx_key key;
2913         int error;
2914         uint32_t flags;
2915
2916         error = fueword32(&cv->c_flags, &flags);
2917         if (error == -1)
2918                 return (EFAULT);
2919         if ((error = umtx_key_get(cv, TYPE_CV, GET_SHARE(flags), &key)) != 0)
2920                 return (error);
2921
2922         umtxq_lock(&key);
2923         umtxq_busy(&key);
2924         umtxq_signal(&key, INT_MAX);
2925         umtxq_unlock(&key);
2926
2927         error = suword32(&cv->c_has_waiters, 0);
2928         if (error == -1)
2929                 error = EFAULT;
2930
2931         umtxq_unbusy_unlocked(&key);
2932
2933         umtx_key_release(&key);
2934         return (error);
2935 }
2936
2937 static int
2938 do_rw_rdlock(struct thread *td, struct urwlock *rwlock, long fflag,
2939     struct _umtx_time *timeout)
2940 {
2941         struct umtx_abs_timeout timo;
2942         struct umtx_q *uq;
2943         uint32_t flags, wrflags;
2944         int32_t state, oldstate;
2945         int32_t blocked_readers;
2946         int error, error1, rv;
2947
2948         uq = td->td_umtxq;
2949         error = fueword32(&rwlock->rw_flags, &flags);
2950         if (error == -1)
2951                 return (EFAULT);
2952         error = umtx_key_get(rwlock, TYPE_RWLOCK, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
2953         if (error != 0)
2954                 return (error);
2955
2956         if (timeout != NULL)
2957                 umtx_abs_timeout_init2(&timo, timeout);
2958
2959         wrflags = URWLOCK_WRITE_OWNER;
2960         if (!(fflag & URWLOCK_PREFER_READER) && !(flags & URWLOCK_PREFER_READER))
2961                 wrflags |= URWLOCK_WRITE_WAITERS;
2962
2963         for (;;) {
2964                 rv = fueword32(&rwlock->rw_state, &state);
2965                 if (rv == -1) {
2966                         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2967                         return (EFAULT);
2968                 }
2969
2970                 /* try to lock it */
2971                 while (!(state & wrflags)) {
2972                         if (__predict_false(URWLOCK_READER_COUNT(state) ==
2973                             URWLOCK_MAX_READERS)) {
2974                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2975                                 return (EAGAIN);
2976                         }
2977                         rv = casueword32(&rwlock->rw_state, state,
2978                             &oldstate, state + 1);
2979                         if (rv == -1) {
2980                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2981                                 return (EFAULT);
2982                         }
2983                         if (rv == 0) {
2984                                 MPASS(oldstate == state);
2985                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2986                                 return (0);
2987                         }
2988                         error = thread_check_susp(td, true);
2989                         if (error != 0)
2990                                 break;
2991                         state = oldstate;
2992                 }
2993
2994                 if (error)
2995                         break;
2996
2997                 /* grab monitor lock */
2998                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2999                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
3000                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3001
3002                 /*
3003                  * re-read the state, in case it changed between the try-lock above
3004                  * and the check below
3005                  */
3006                 rv = fueword32(&rwlock->rw_state, &state);
3007                 if (rv == -1)
3008                         error = EFAULT;
3009
3010                 /* set read contention bit */
3011                 while (error == 0 && (state & wrflags) &&
3012                     !(state & URWLOCK_READ_WAITERS)) {
3013                         rv = casueword32(&rwlock->rw_state, state,
3014                             &oldstate, state | URWLOCK_READ_WAITERS);
3015                         if (rv == -1) {
3016                                 error = EFAULT;
3017                                 break;
3018                         }
3019                         if (rv == 0) {
3020                                 MPASS(oldstate == state);
3021                                 goto sleep;
3022                         }
3023                         state = oldstate;
3024                         error = thread_check_susp(td, false);
3025                         if (error != 0)
3026                                 break;
3027                 }
3028                 if (error != 0) {
3029                         umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
3030                         break;
3031                 }
3032
3033                 /* state is changed while setting flags, restart */
3034                 if (!(state & wrflags)) {
3035                         umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
3036                         error = thread_check_susp(td, true);
3037                         if (error != 0)
3038                                 break;
3039                         continue;
3040                 }
3041
3042 sleep:
3043                 /*
3044                  * Contention bit is set, before sleeping, increase
3045                  * read waiter count.
3046                  */
3047                 rv = fueword32(&rwlock->rw_blocked_readers,
3048                     &blocked_readers);
3049                 if (rv == -1) {
3050                         umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
3051                         error = EFAULT;
3052                         break;
3053                 }
3054                 suword32(&rwlock->rw_blocked_readers, blocked_readers+1);
3055
3056                 while (state & wrflags) {
3057                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
3058                         umtxq_insert(uq);
3059                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
3060
3061                         error = umtxq_sleep(uq, "urdlck", timeout == NULL ?
3062                             NULL : &timo);
3063
3064                         umtxq_busy(&uq->uq_key);
3065                         umtxq_remove(uq);
3066                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3067                         if (error)
3068                                 break;
3069                         rv = fueword32(&rwlock->rw_state, &state);
3070                         if (rv == -1) {
3071                                 error = EFAULT;
3072                                 break;
3073                         }
3074                 }
3075
3076                 /* decrease read waiter count, and may clear read contention bit */
3077                 rv = fueword32(&rwlock->rw_blocked_readers,
3078                     &blocked_readers);
3079                 if (rv == -1) {
3080                         umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
3081                         error = EFAULT;
3082                         break;
3083                 }
3084                 suword32(&rwlock->rw_blocked_readers, blocked_readers-1);
3085                 if (blocked_readers == 1) {
3086                         rv = fueword32(&rwlock->rw_state, &state);
3087                         if (rv == -1) {
3088                                 umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
3089                                 error = EFAULT;
3090                                 break;
3091                         }
3092                         for (;;) {
3093                                 rv = casueword32(&rwlock->rw_state, state,
3094                                     &oldstate, state & ~URWLOCK_READ_WAITERS);
3095                                 if (rv == -1) {
3096                                         error = EFAULT;
3097                                         break;
3098                                 }
3099                                 if (rv == 0) {
3100                                         MPASS(oldstate == state);
3101                                         break;
3102                                 }
3103                                 state = oldstate;
3104                                 error1 = thread_check_susp(td, false);
3105                                 if (error1 != 0) {
3106                                         if (error == 0)
3107                                                 error = error1;
3108                                         break;
3109                                 }
3110                         }
3111                 }
3112
3113                 umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
3114                 if (error != 0)
3115                         break;
3116         }
3117         umtx_key_release(&uq->uq_key);
3118         if (error == ERESTART)
3119                 error = EINTR;
3120         return (error);
3121 }
3122
3123 static int
3124 do_rw_wrlock(struct thread *td, struct urwlock *rwlock, struct _umtx_time *timeout)
3125 {
3126         struct umtx_abs_timeout timo;
3127         struct umtx_q *uq;
3128         uint32_t flags;
3129         int32_t state, oldstate;
3130         int32_t blocked_writers;
3131         int32_t blocked_readers;
3132         int error, error1, rv;
3133
3134         uq = td->td_umtxq;
3135         error = fueword32(&rwlock->rw_flags, &flags);
3136         if (error == -1)
3137                 return (EFAULT);
3138         error = umtx_key_get(rwlock, TYPE_RWLOCK, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
3139         if (error != 0)
3140                 return (error);
3141
3142         if (timeout != NULL)
3143                 umtx_abs_timeout_init2(&timo, timeout);
3144
3145         blocked_readers = 0;
3146         for (;;) {
3147                 rv = fueword32(&rwlock->rw_state, &state);
3148                 if (rv == -1) {
3149                         umtx_key_release(&uq->uq_key);
3150                         return (EFAULT);
3151                 }
3152                 while ((state & URWLOCK_WRITE_OWNER) == 0 &&
3153                     URWLOCK_READER_COUNT(state) == 0) {
3154                         rv = casueword32(&rwlock->rw_state, state,
3155                             &oldstate, state | URWLOCK_WRITE_OWNER);
3156                         if (rv == -1) {
3157                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
3158                                 return (EFAULT);
3159                         }
3160                         if (rv == 0) {
3161                                 MPASS(oldstate == state);
3162                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
3163                                 return (0);
3164                         }
3165                         state = oldstate;
3166                         error = thread_check_susp(td, true);
3167                         if (error != 0)
3168                                 break;
3169                 }
3170
3171                 if (error) {
3172                         if ((state & (URWLOCK_WRITE_OWNER |
3173                             URWLOCK_WRITE_WAITERS)) == 0 &&
3174                             blocked_readers != 0) {
3175                                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
3176                                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
3177                                 umtxq_signal_queue(&uq->uq_key, INT_MAX,
3178                                     UMTX_SHARED_QUEUE);
3179                                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
3180                                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3181                         }
3182
3183                         break;
3184                 }
3185
3186                 /* grab monitor lock */
3187                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
3188                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
3189                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3190
3191                 /*
3192                  * Re-read the state, in case it changed between the
3193                  * try-lock above and the check below.
3194                  */
3195                 rv = fueword32(&rwlock->rw_state, &state);
3196                 if (rv == -1)
3197                         error = EFAULT;
3198
3199                 while (error == 0 && ((state & URWLOCK_WRITE_OWNER) ||
3200                     URWLOCK_READER_COUNT(state) != 0) &&
3201                     (state & URWLOCK_WRITE_WAITERS) == 0) {
3202                         rv = casueword32(&rwlock->rw_state, state,
3203                             &oldstate, state | URWLOCK_WRITE_WAITERS);
3204                         if (rv == -1) {
3205                                 error = EFAULT;
3206                                 break;
3207                         }
3208                         if (rv == 0) {
3209                                 MPASS(oldstate == state);
3210                                 goto sleep;
3211                         }
3212                         state = oldstate;
3213                         error = thread_check_susp(td, false);
3214                         if (error != 0)
3215                                 break;
3216                 }
3217                 if (error != 0) {
3218                         umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
3219                         break;
3220                 }
3221
3222                 if ((state & URWLOCK_WRITE_OWNER) == 0 &&
3223                     URWLOCK_READER_COUNT(state) == 0) {
3224                         umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
3225                         error = thread_check_susp(td, false);
3226                         if (error != 0)
3227                                 break;
3228                         continue;
3229                 }
3230 sleep:
3231                 rv = fueword32(&rwlock->rw_blocked_writers,
3232                     &blocked_writers);
3233                 if (rv == -1) {
3234                         umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
3235                         error = EFAULT;
3236                         break;
3237                 }
3238                 suword32(&rwlock->rw_blocked_writers, blocked_writers + 1);
3239
3240                 while ((state & URWLOCK_WRITE_OWNER) ||
3241                     URWLOCK_READER_COUNT(state) != 0) {
3242                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
3243                         umtxq_insert_queue(uq, UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE);
3244                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
3245
3246                         error = umtxq_sleep(uq, "uwrlck", timeout == NULL ?
3247                             NULL : &timo);
3248
3249                         umtxq_busy(&uq->uq_key);
3250                         umtxq_remove_queue(uq, UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE);
3251                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3252                         if (error)
3253                                 break;
3254                         rv = fueword32(&rwlock->rw_state, &state);
3255                         if (rv == -1) {
3256                                 error = EFAULT;
3257                                 break;
3258                         }
3259                 }
3260
3261                 rv = fueword32(&rwlock->rw_blocked_writers,
3262                     &blocked_writers);
3263                 if (rv == -1) {
3264                         umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
3265                         error = EFAULT;
3266                         break;
3267                 }
3268                 suword32(&rwlock->rw_blocked_writers, blocked_writers-1);
3269                 if (blocked_writers == 1) {
3270                         rv = fueword32(&rwlock->rw_state, &state);
3271                         if (rv == -1) {
3272                                 umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
3273                                 error = EFAULT;
3274                                 break;
3275                         }
3276                         for (;;) {
3277                                 rv = casueword32(&rwlock->rw_state, state,
3278                                     &oldstate, state & ~URWLOCK_WRITE_WAITERS);
3279                                 if (rv == -1) {
3280                                         error = EFAULT;
3281                                         break;
3282                                 }
3283                                 if (rv == 0) {
3284                                         MPASS(oldstate == state);
3285                                         break;
3286                                 }
3287                                 state = oldstate;
3288                                 error1 = thread_check_susp(td, false);
3289                                 /*
3290                                  * We are leaving the URWLOCK_WRITE_WAITERS
3291                                  * behind, but this should not harm the
3292                                  * correctness.
3293                                  */
3294                                 if (error1 != 0) {
3295                                         if (error == 0)
3296                                                 error = error1;
3297                                         break;
3298                                 }
3299                         }
3300                         rv = fueword32(&rwlock->rw_blocked_readers,
3301                             &blocked_readers);
3302                         if (rv == -1) {
3303                                 umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
3304                                 error = EFAULT;
3305                                 break;
3306                         }
3307                 } else
3308                         blocked_readers = 0;
3309
3310                 umtxq_unbusy_unlocked(&uq->uq_key);
3311         }
3312
3313         umtx_key_release(&uq->uq_key);
3314         if (error == ERESTART)
3315                 error = EINTR;
3316         return (error);
3317 }
3318
3319 static int
3320 do_rw_unlock(struct thread *td, struct urwlock *rwlock)
3321 {
3322         struct umtx_q *uq;
3323         uint32_t flags;
3324         int32_t state, oldstate;
3325         int error, rv, q, count;
3326
3327         uq = td->td_umtxq;
3328         error = fueword32(&rwlock->rw_flags, &flags);
3329         if (error == -1)
3330                 return (EFAULT);
3331         error = umtx_key_get(rwlock, TYPE_RWLOCK, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
3332         if (error != 0)
3333                 return (error);
3334
3335         error = fueword32(&rwlock->rw_state, &state);
3336         if (error == -1) {
3337                 error = EFAULT;
3338                 goto out;
3339         }
3340         if (state & URWLOCK_WRITE_OWNER) {
3341                 for (;;) {
3342                         rv = casueword32(&rwlock->rw_state, state,
3343                             &oldstate, state & ~URWLOCK_WRITE_OWNER);
3344                         if (rv == -1) {
3345                                 error = EFAULT;
3346                                 goto out;
3347                         }
3348                         if (rv == 1) {
3349                                 state = oldstate;
3350                                 if (!(oldstate & URWLOCK_WRITE_OWNER)) {
3351                                         error = EPERM;
3352                                         goto out;
3353                                 }
3354                                 error = thread_check_susp(td, true);
3355                                 if (error != 0)
3356                                         goto out;
3357                         } else
3358                                 break;
3359                 }
3360         } else if (URWLOCK_READER_COUNT(state) != 0) {
3361                 for (;;) {
3362                         rv = casueword32(&rwlock->rw_state, state,
3363                             &oldstate, state - 1);
3364                         if (rv == -1) {
3365                                 error = EFAULT;
3366                                 goto out;
3367                         }
3368                         if (rv == 1) {
3369                                 state = oldstate;
3370                                 if (URWLOCK_READER_COUNT(oldstate) == 0) {
3371                                         error = EPERM;
3372                                         goto out;
3373                                 }
3374                                 error = thread_check_susp(td, true);
3375                                 if (error != 0)
3376                                         goto out;
3377                         } else
3378                                 break;
3379                 }
3380         } else {
3381                 error = EPERM;
3382                 goto out;
3383         }
3384
3385         count = 0;
3386
3387         if (!(flags & URWLOCK_PREFER_READER)) {
3388                 if (state & URWLOCK_WRITE_WAITERS) {
3389                         count = 1;
3390                         q = UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE;
3391                 } else if (state & URWLOCK_READ_WAITERS) {
3392                         count = INT_MAX;
3393                         q = UMTX_SHARED_QUEUE;
3394                 }
3395         } else {
3396                 if (state & URWLOCK_READ_WAITERS) {
3397                         count = INT_MAX;
3398                         q = UMTX_SHARED_QUEUE;
3399                 } else if (state & URWLOCK_WRITE_WAITERS) {
3400                         count = 1;
3401                         q = UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE;
3402                 }
3403         }
3404
3405         if (count) {
3406                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
3407                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
3408                 umtxq_signal_queue(&uq->uq_key, count, q);
3409                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
3410                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3411         }
3412 out:
3413         umtx_key_release(&uq->uq_key);
3414         return (error);
3415 }
3416
3417 #if defined(COMPAT_FREEBSD9) || defined(COMPAT_FREEBSD10)
3418 static int
3419 do_sem_wait(struct thread *td, struct _usem *sem, struct _umtx_time *timeout)
3420 {
3421         struct umtx_abs_timeout timo;
3422         struct umtx_q *uq;
3423         uint32_t flags, count, count1;
3424         int error, rv, rv1;
3425
3426         uq = td->td_umtxq;
3427         error = fueword32(&sem->_flags, &flags);
3428         if (error == -1)
3429                 return (EFAULT);
3430         error = umtx_key_get(sem, TYPE_SEM, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
3431         if (error != 0)
3432                 return (error);
3433
3434         if (timeout != NULL)
3435                 umtx_abs_timeout_init2(&timo, timeout);
3436
3437 again:
3438         umtxq_lock(&uq->uq_key);
3439         umtxq_busy(&uq->uq_key);
3440         umtxq_insert(uq);
3441         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3442         rv = casueword32(&sem->_has_waiters, 0, &count1, 1);
3443         if (rv == 0)
3444                 rv1 = fueword32(&sem->_count, &count);
3445         if (rv == -1 || (rv == 0 && (rv1 == -1 || count != 0)) ||
3446             (rv == 1 && count1 == 0)) {
3447                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
3448                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
3449                 umtxq_remove(uq);
3450                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3451                 if (rv == 1) {
3452                         rv = thread_check_susp(td, true);
3453                         if (rv == 0)
3454                                 goto again;
3455                         error = rv;
3456                         goto out;
3457                 }
3458                 if (rv == 0)
3459                         rv = rv1;
3460                 error = rv == -1 ? EFAULT : 0;
3461                 goto out;
3462         }
3463         umtxq_lock(&uq->uq_key);
3464         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
3465
3466         error = umtxq_sleep(uq, "usem", timeout == NULL ? NULL : &timo);
3467
3468         if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0)
3469                 error = 0;
3470         else {
3471                 umtxq_remove(uq);
3472                 /* A relative timeout cannot be restarted. */
3473                 if (error == ERESTART && timeout != NULL &&
3474                     (timeout->_flags & UMTX_ABSTIME) == 0)
3475                         error = EINTR;
3476         }
3477         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3478 out:
3479         umtx_key_release(&uq->uq_key);
3480         return (error);
3481 }
3482
3483 /*
3484  * Signal a userland semaphore.
3485  */
3486 static int
3487 do_sem_wake(struct thread *td, struct _usem *sem)
3488 {
3489         struct umtx_key key;
3490         int error, cnt;
3491         uint32_t flags;
3492
3493         error = fueword32(&sem->_flags, &flags);
3494         if (error == -1)
3495                 return (EFAULT);
3496         if ((error = umtx_key_get(sem, TYPE_SEM, GET_SHARE(flags), &key)) != 0)
3497                 return (error);
3498         umtxq_lock(&key);
3499         umtxq_busy(&key);
3500         cnt = umtxq_count(&key);
3501         if (cnt > 0) {
3502                 /*
3503                  * Check if count is greater than 0, this means the memory is
3504                  * still being referenced by user code, so we can safely
3505                  * update _has_waiters flag.
3506                  */
3507                 if (cnt == 1) {
3508                         umtxq_unlock(&key);
3509                         error = suword32(&sem->_has_waiters, 0);
3510                         umtxq_lock(&key);
3511                         if (error == -1)
3512                                 error = EFAULT;
3513                 }
3514                 umtxq_signal(&key, 1);
3515         }
3516         umtxq_unbusy(&key);
3517         umtxq_unlock(&key);
3518         umtx_key_release(&key);
3519         return (error);
3520 }
3521 #endif
3522
3523 static int
3524 do_sem2_wait(struct thread *td, struct _usem2 *sem, struct _umtx_time *timeout)
3525 {
3526         struct umtx_abs_timeout timo;
3527         struct umtx_q *uq;
3528         uint32_t count, flags;
3529         int error, rv;
3530
3531         uq = td->td_umtxq;
3532         flags = fuword32(&sem->_flags);
3533         if (timeout != NULL)
3534                 umtx_abs_timeout_init2(&timo, timeout);
3535
3536 again:
3537         error = umtx_key_get(sem, TYPE_SEM, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
3538         if (error != 0)
3539                 return (error);
3540         umtxq_lock(&uq->uq_key);
3541         umtxq_busy(&uq->uq_key);
3542         umtxq_insert(uq);
3543         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3544         rv = fueword32(&sem->_count, &count);
3545         if (rv == -1) {
3546                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
3547                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
3548                 umtxq_remove(uq);
3549                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3550                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
3551                 return (EFAULT);
3552         }
3553         for (;;) {
3554                 if (USEM_COUNT(count) != 0) {
3555                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
3556                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
3557                         umtxq_remove(uq);
3558                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3559                         umtx_key_release(&uq->uq_key);
3560                         return (0);
3561                 }
3562                 if (count == USEM_HAS_WAITERS)
3563                         break;
3564                 rv = casueword32(&sem->_count, 0, &count, USEM_HAS_WAITERS);
3565                 if (rv == 0)
3566                         break;
3567                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
3568                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
3569                 umtxq_remove(uq);
3570                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3571                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
3572                 if (rv == -1)
3573                         return (EFAULT);
3574                 rv = thread_check_susp(td, true);
3575                 if (rv != 0)
3576                         return (rv);
3577                 goto again;
3578         }
3579         umtxq_lock(&uq->uq_key);
3580         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
3581
3582         error = umtxq_sleep(uq, "usem", timeout == NULL ? NULL : &timo);
3583
3584         if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0)
3585                 error = 0;
3586         else {
3587                 umtxq_remove(uq);
3588                 if (timeout != NULL && (timeout->_flags & UMTX_ABSTIME) == 0) {
3589                         /* A relative timeout cannot be restarted. */
3590                         if (error == ERESTART)
3591                                 error = EINTR;
3592                         if (error == EINTR) {
3593                                 umtx_abs_timeout_update(&timo);
3594                                 timespecsub(&timo.end, &timo.cur,
3595                                     &timeout->_timeout);
3596                         }
3597                 }
3598         }
3599         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3600         umtx_key_release(&uq->uq_key);
3601         return (error);
3602 }
3603
3604 /*
3605  * Signal a userland semaphore.
3606  */
3607 static int
3608 do_sem2_wake(struct thread *td, struct _usem2 *sem)
3609 {
3610         struct umtx_key key;
3611         int error, cnt, rv;
3612         uint32_t count, flags;
3613
3614         rv = fueword32(&sem->_flags, &flags);
3615         if (rv == -1)
3616                 return (EFAULT);
3617         if ((error = umtx_key_get(sem, TYPE_SEM, GET_SHARE(flags), &key)) != 0)
3618                 return (error);
3619         umtxq_lock(&key);
3620         umtxq_busy(&key);
3621         cnt = umtxq_count(&key);
3622         if (cnt > 0) {
3623                 /*
3624                  * If this was the last sleeping thread, clear the waiters
3625                  * flag in _count.
3626                  */
3627                 if (cnt == 1) {
3628                         umtxq_unlock(&key);
3629                         rv = fueword32(&sem->_count, &count);
3630                         while (rv != -1 && count & USEM_HAS_WAITERS) {
3631                                 rv = casueword32(&sem->_count, count, &count,
3632                                     count & ~USEM_HAS_WAITERS);
3633                                 if (rv == 1) {
3634                                         rv = thread_check_susp(td, true);
3635                                         if (rv != 0)
3636                                                 break;
3637                                 }
3638                         }
3639                         if (rv == -1)
3640                                 error = EFAULT;
3641                         else if (rv > 0) {
3642                                 error = rv;
3643                         }
3644                         umtxq_lock(&key);
3645                 }
3646
3647                 umtxq_signal(&key, 1);
3648         }
3649         umtxq_unbusy(&key);
3650         umtxq_unlock(&key);
3651         umtx_key_release(&key);
3652         return (error);
3653 }
3654
3655 #ifdef COMPAT_FREEBSD10
3656 int
3657 freebsd10__umtx_lock(struct thread *td, struct freebsd10__umtx_lock_args *uap)
3658 {
3659         return (do_lock_umtx(td, uap->umtx, td->td_tid, 0));
3660 }
3661
3662 int
3663 freebsd10__umtx_unlock(struct thread *td,
3664     struct freebsd10__umtx_unlock_args *uap)
3665 {
3666         return (do_unlock_umtx(td, uap->umtx, td->td_tid));
3667 }
3668 #endif
3669
3670 inline int
3671 umtx_copyin_timeout(const void *uaddr, struct timespec *tsp)
3672 {
3673         int error;
3674
3675         error = copyin(uaddr, tsp, sizeof(*tsp));
3676         if (error == 0) {
3677                 if (tsp->tv_sec < 0 ||
3678                     tsp->tv_nsec >= 1000000000 ||
3679                     tsp->tv_nsec < 0)
3680                         error = EINVAL;
3681         }
3682         return (error);
3683 }
3684
3685 static inline int
3686 umtx_copyin_umtx_time(const void *uaddr, size_t size, struct _umtx_time *tp)
3687 {
3688         int error;
3689
3690         if (size <= sizeof(tp->_timeout)) {
3691                 tp->_clockid = CLOCK_REALTIME;
3692                 tp->_flags = 0;
3693                 error = copyin(uaddr, &tp->_timeout, sizeof(tp->_timeout));
3694         } else
3695                 error = copyin(uaddr, tp, sizeof(*tp));
3696         if (error != 0)
3697                 return (error);
3698         if (tp->_timeout.tv_sec < 0 ||
3699             tp->_timeout.tv_nsec >= 1000000000 || tp->_timeout.tv_nsec < 0)
3700                 return (EINVAL);
3701         return (0);
3702 }
3703
3704 static int
3705 umtx_copyin_robust_lists(const void *uaddr, size_t size,
3706     struct umtx_robust_lists_params *rb)
3707 {
3708
3709         if (size > sizeof(*rb))
3710                 return (EINVAL);
3711         return (copyin(uaddr, rb, size));
3712 }
3713
3714 static int
3715 umtx_copyout_timeout(void *uaddr, size_t sz, struct timespec *tsp)
3716 {
3717
3718         /*
3719          * Should be guaranteed by the caller, sz == uaddr1 - sizeof(_umtx_time)
3720          * and we're only called if sz >= sizeof(timespec) as supplied in the
3721          * copyops.
3722          */
3723         KASSERT(sz >= sizeof(*tsp),
3724             ("umtx_copyops specifies incorrect sizes"));
3725
3726         return (copyout(tsp, uaddr, sizeof(*tsp)));
3727 }
3728
3729 #ifdef COMPAT_FREEBSD10
3730 static int
3731 __umtx_op_lock_umtx(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3732     const struct umtx_copyops *ops)
3733 {
3734         struct timespec *ts, timeout;
3735         int error;
3736
3737         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3738         if (uap->uaddr2 == NULL)
3739                 ts = NULL;
3740         else {
3741                 error = ops->copyin_timeout(uap->uaddr2, &timeout);
3742                 if (error != 0)
3743                         return (error);
3744                 ts = &timeout;
3745         }
3746 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
3747         if (ops->compat32)
3748                 return (do_lock_umtx32(td, uap->obj, uap->val, ts));
3749 #endif
3750         return (do_lock_umtx(td, uap->obj, uap->val, ts));
3751 }
3752
3753 static int
3754 __umtx_op_unlock_umtx(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3755     const struct umtx_copyops *ops)
3756 {
3757 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
3758         if (ops->compat32)
3759                 return (do_unlock_umtx32(td, uap->obj, uap->val));
3760 #endif
3761         return (do_unlock_umtx(td, uap->obj, uap->val));
3762 }
3763 #endif  /* COMPAT_FREEBSD10 */
3764
3765 #if !defined(COMPAT_FREEBSD10)
3766 static int
3767 __umtx_op_unimpl(struct thread *td __unused, struct _umtx_op_args *uap __unused,
3768     const struct umtx_copyops *ops __unused)
3769 {
3770         return (EOPNOTSUPP);
3771 }
3772 #endif  /* COMPAT_FREEBSD10 */
3773
3774 static int
3775 __umtx_op_wait(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3776     const struct umtx_copyops *ops)
3777 {
3778         struct _umtx_time timeout, *tm_p;
3779         int error;
3780
3781         if (uap->uaddr2 == NULL)
3782                 tm_p = NULL;
3783         else {
3784                 error = ops->copyin_umtx_time(
3785                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3786                 if (error != 0)
3787                         return (error);
3788                 tm_p = &timeout;
3789         }
3790         return (do_wait(td, uap->obj, uap->val, tm_p, ops->compat32, 0));
3791 }
3792
3793 static int
3794 __umtx_op_wait_uint(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3795     const struct umtx_copyops *ops)
3796 {
3797         struct _umtx_time timeout, *tm_p;
3798         int error;
3799
3800         if (uap->uaddr2 == NULL)
3801                 tm_p = NULL;
3802         else {
3803                 error = ops->copyin_umtx_time(
3804                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3805                 if (error != 0)
3806                         return (error);
3807                 tm_p = &timeout;
3808         }
3809         return (do_wait(td, uap->obj, uap->val, tm_p, 1, 0));
3810 }
3811
3812 static int
3813 __umtx_op_wait_uint_private(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3814     const struct umtx_copyops *ops)
3815 {
3816         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3817         int error;
3818
3819         if (uap->uaddr2 == NULL)
3820                 tm_p = NULL;
3821         else {
3822                 error = ops->copyin_umtx_time(
3823                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3824                 if (error != 0)
3825                         return (error);
3826                 tm_p = &timeout;
3827         }
3828         return (do_wait(td, uap->obj, uap->val, tm_p, 1, 1));
3829 }
3830
3831 static int
3832 __umtx_op_wake(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3833     const struct umtx_copyops *ops __unused)
3834 {
3835
3836         return (kern_umtx_wake(td, uap->obj, uap->val, 0));
3837 }
3838
3839 #define BATCH_SIZE      128
3840 static int
3841 __umtx_op_nwake_private_native(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3842 {
3843         char *uaddrs[BATCH_SIZE], **upp;
3844         int count, error, i, pos, tocopy;
3845
3846         upp = (char **)uap->obj;
3847         error = 0;
3848         for (count = uap->val, pos = 0; count > 0; count -= tocopy,
3849             pos += tocopy) {
3850                 tocopy = MIN(count, BATCH_SIZE);
3851                 error = copyin(upp + pos, uaddrs, tocopy * sizeof(char *));
3852                 if (error != 0)
3853                         break;
3854                 for (i = 0; i < tocopy; ++i) {
3855                         kern_umtx_wake(td, uaddrs[i], INT_MAX, 1);
3856                 }
3857                 maybe_yield();
3858         }
3859         return (error);
3860 }
3861
3862 static int
3863 __umtx_op_nwake_private_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3864 {
3865         uint32_t uaddrs[BATCH_SIZE], *upp;
3866         int count, error, i, pos, tocopy;
3867
3868         upp = (uint32_t *)uap->obj;
3869         error = 0;
3870         for (count = uap->val, pos = 0; count > 0; count -= tocopy,
3871             pos += tocopy) {
3872                 tocopy = MIN(count, BATCH_SIZE);
3873                 error = copyin(upp + pos, uaddrs, tocopy * sizeof(uint32_t));
3874                 if (error != 0)
3875                         break;
3876                 for (i = 0; i < tocopy; ++i) {
3877                         kern_umtx_wake(td, (void *)(uintptr_t)uaddrs[i],
3878                             INT_MAX, 1);
3879                 }
3880                 maybe_yield();
3881         }
3882         return (error);
3883 }
3884
3885 static int
3886 __umtx_op_nwake_private(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3887     const struct umtx_copyops *ops)
3888 {
3889
3890         if (ops->compat32)
3891                 return (__umtx_op_nwake_private_compat32(td, uap));
3892         return (__umtx_op_nwake_private_native(td, uap));
3893 }
3894
3895 static int
3896 __umtx_op_wake_private(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3897     const struct umtx_copyops *ops __unused)
3898 {
3899
3900         return (kern_umtx_wake(td, uap->obj, uap->val, 1));
3901 }
3902
3903 static int
3904 __umtx_op_lock_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3905    const struct umtx_copyops *ops)
3906 {
3907         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3908         int error;
3909
3910         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3911         if (uap->uaddr2 == NULL)
3912                 tm_p = NULL;
3913         else {
3914                 error = ops->copyin_umtx_time(
3915                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3916                 if (error != 0)
3917                         return (error);
3918                 tm_p = &timeout;
3919         }
3920         return (do_lock_umutex(td, uap->obj, tm_p, 0));
3921 }
3922
3923 static int
3924 __umtx_op_trylock_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3925     const struct umtx_copyops *ops __unused)
3926 {
3927
3928         return (do_lock_umutex(td, uap->obj, NULL, _UMUTEX_TRY));
3929 }
3930
3931 static int
3932 __umtx_op_wait_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3933     const struct umtx_copyops *ops)
3934 {
3935         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3936         int error;
3937
3938         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3939         if (uap->uaddr2 == NULL)
3940                 tm_p = NULL;
3941         else {
3942                 error = ops->copyin_umtx_time(
3943                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3944                 if (error != 0)
3945                         return (error);
3946                 tm_p = &timeout;
3947         }
3948         return (do_lock_umutex(td, uap->obj, tm_p, _UMUTEX_WAIT));
3949 }
3950
3951 static int
3952 __umtx_op_wake_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3953     const struct umtx_copyops *ops __unused)
3954 {
3955
3956         return (do_wake_umutex(td, uap->obj));
3957 }
3958
3959 static int
3960 __umtx_op_unlock_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3961     const struct umtx_copyops *ops __unused)
3962 {
3963
3964         return (do_unlock_umutex(td, uap->obj, false));
3965 }
3966
3967 static int
3968 __umtx_op_set_ceiling(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3969     const struct umtx_copyops *ops __unused)
3970 {
3971
3972         return (do_set_ceiling(td, uap->obj, uap->val, uap->uaddr1));
3973 }
3974
3975 static int
3976 __umtx_op_cv_wait(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3977     const struct umtx_copyops *ops)
3978 {
3979         struct timespec *ts, timeout;
3980         int error;
3981
3982         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3983         if (uap->uaddr2 == NULL)
3984                 ts = NULL;
3985         else {
3986                 error = ops->copyin_timeout(uap->uaddr2, &timeout);
3987                 if (error != 0)
3988                         return (error);
3989                 ts = &timeout;
3990         }
3991         return (do_cv_wait(td, uap->obj, uap->uaddr1, ts, uap->val));
3992 }
3993
3994 static int
3995 __umtx_op_cv_signal(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
3996     const struct umtx_copyops *ops __unused)
3997 {
3998
3999         return (do_cv_signal(td, uap->obj));
4000 }
4001
4002 static int
4003 __umtx_op_cv_broadcast(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
4004     const struct umtx_copyops *ops __unused)
4005 {
4006
4007         return (do_cv_broadcast(td, uap->obj));
4008 }
4009
4010 static int
4011 __umtx_op_rw_rdlock(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
4012     const struct umtx_copyops *ops)
4013 {
4014         struct _umtx_time timeout;
4015         int error;
4016
4017         /* Allow a null timespec (wait forever). */
4018         if (uap->uaddr2 == NULL) {
4019                 error = do_rw_rdlock(td, uap->obj, uap->val, 0);
4020         } else {
4021                 error = ops->copyin_umtx_time(uap->uaddr2,
4022                    (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
4023                 if (error != 0)
4024                         return (error);
4025                 error = do_rw_rdlock(td, uap->obj, uap->val, &timeout);
4026         }
4027         return (error);
4028 }
4029
4030 static int
4031 __umtx_op_rw_wrlock(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
4032     const struct umtx_copyops *ops)
4033 {
4034         struct _umtx_time timeout;
4035         int error;
4036
4037         /* Allow a null timespec (wait forever). */
4038         if (uap->uaddr2 == NULL) {
4039                 error = do_rw_wrlock(td, uap->obj, 0);
4040         } else {
4041                 error = ops->copyin_umtx_time(uap->uaddr2,
4042                    (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
4043                 if (error != 0)
4044                         return (error);
4045
4046                 error = do_rw_wrlock(td, uap->obj, &timeout);
4047         }
4048         return (error);
4049 }
4050
4051 static int
4052 __umtx_op_rw_unlock(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
4053     const struct umtx_copyops *ops __unused)
4054 {
4055
4056         return (do_rw_unlock(td, uap->obj));
4057 }
4058
4059 #if defined(COMPAT_FREEBSD9) || defined(COMPAT_FREEBSD10)
4060 static int
4061 __umtx_op_sem_wait(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
4062     const struct umtx_copyops *ops)
4063 {
4064         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
4065         int error;
4066
4067         /* Allow a null timespec (wait forever). */
4068         if (uap->uaddr2 == NULL)
4069                 tm_p = NULL;
4070         else {
4071                 error = ops->copyin_umtx_time(
4072                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
4073                 if (error != 0)
4074                         return (error);
4075                 tm_p = &timeout;
4076         }
4077         return (do_sem_wait(td, uap->obj, tm_p));
4078 }
4079
4080 static int
4081 __umtx_op_sem_wake(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
4082     const struct umtx_copyops *ops __unused)
4083 {
4084
4085         return (do_sem_wake(td, uap->obj));
4086 }
4087 #endif
4088
4089 static int
4090 __umtx_op_wake2_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
4091     const struct umtx_copyops *ops __unused)
4092 {
4093
4094         return (do_wake2_umutex(td, uap->obj, uap->val));
4095 }
4096
4097 static int
4098 __umtx_op_sem2_wait(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
4099     const struct umtx_copyops *ops)
4100 {
4101         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
4102         size_t uasize;
4103         int error;
4104
4105         /* Allow a null timespec (wait forever). */
4106         if (uap->uaddr2 == NULL) {
4107                 uasize = 0;
4108                 tm_p = NULL;
4109         } else {
4110                 uasize = (size_t)uap->uaddr1;
4111                 error = ops->copyin_umtx_time(uap->uaddr2, uasize, &timeout);
4112                 if (error != 0)
4113                         return (error);
4114                 tm_p = &timeout;
4115         }
4116         error = do_sem2_wait(td, uap->obj, tm_p);
4117         if (error == EINTR && uap->uaddr2 != NULL &&
4118             (timeout._flags & UMTX_ABSTIME) == 0 &&
4119             uasize >= ops->umtx_time_sz + ops->timespec_sz) {
4120                 error = ops->copyout_timeout(
4121                     (void *)((uintptr_t)uap->uaddr2 + ops->umtx_time_sz),
4122                     uasize - ops->umtx_time_sz, &timeout._timeout);
4123                 if (error == 0) {
4124                         error = EINTR;
4125                 }
4126         }
4127
4128         return (error);
4129 }
4130
4131 static int
4132 __umtx_op_sem2_wake(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
4133     const struct umtx_copyops *ops __unused)
4134 {
4135
4136         return (do_sem2_wake(td, uap->obj));
4137 }
4138
4139 #define USHM_OBJ_UMTX(o)                                                \
4140     ((struct umtx_shm_obj_list *)(&(o)->umtx_data))
4141
4142 #define USHMF_REG_LINKED        0x0001
4143 #define USHMF_OBJ_LINKED        0x0002
4144 struct umtx_shm_reg {
4145         TAILQ_ENTRY(umtx_shm_reg) ushm_reg_link;
4146         LIST_ENTRY(umtx_shm_reg) ushm_obj_link;
4147         struct umtx_key         ushm_key;
4148         struct ucred            *ushm_cred;
4149         struct shmfd            *ushm_obj;
4150         u_int                   ushm_refcnt;
4151         u_int                   ushm_flags;
4152 };
4153
4154 LIST_HEAD(umtx_shm_obj_list, umtx_shm_reg);
4155 TAILQ_HEAD(umtx_shm_reg_head, umtx_shm_reg);
4156
4157 static uma_zone_t umtx_shm_reg_zone;
4158 static struct umtx_shm_reg_head umtx_shm_registry[UMTX_CHAINS];
4159 static struct mtx umtx_shm_lock;
4160 static struct umtx_shm_reg_head umtx_shm_reg_delfree =
4161     TAILQ_HEAD_INITIALIZER(umtx_shm_reg_delfree);
4162
4163 static void umtx_shm_free_reg(struct umtx_shm_reg *reg);
4164
4165 static void
4166 umtx_shm_reg_delfree_tq(void *context __unused, int pending __unused)
4167 {
4168         struct umtx_shm_reg_head d;
4169         struct umtx_shm_reg *reg, *reg1;
4170
4171         TAILQ_INIT(&d);
4172         mtx_lock(&umtx_shm_lock);
4173         TAILQ_CONCAT(&d, &umtx_shm_reg_delfree, ushm_reg_link);
4174         mtx_unlock(&umtx_shm_lock);
4175         TAILQ_FOREACH_SAFE(reg, &d, ushm_reg_link, reg1) {
4176                 TAILQ_REMOVE(&d, reg, ushm_reg_link);
4177                 umtx_shm_free_reg(reg);
4178         }
4179 }
4180
4181 static struct task umtx_shm_reg_delfree_task =
4182     TASK_INITIALIZER(0, umtx_shm_reg_delfree_tq, NULL);
4183
4184 static struct umtx_shm_reg *
4185 umtx_shm_find_reg_locked(const struct umtx_key *key)
4186 {
4187         struct umtx_shm_reg *reg;
4188         struct umtx_shm_reg_head *reg_head;
4189
4190         KASSERT(key->shared, ("umtx_p_find_rg: private key"));
4191         mtx_assert(&umtx_shm_lock, MA_OWNED);
4192         reg_head = &umtx_shm_registry[key->hash];
4193         TAILQ_FOREACH(reg, reg_head, ushm_reg_link) {
4194                 KASSERT(reg->ushm_key.shared,
4195                     ("non-shared key on reg %p %d", reg, reg->ushm_key.shared));
4196                 if (reg->ushm_key.info.shared.object ==
4197                     key->info.shared.object &&
4198                     reg->ushm_key.info.shared.offset ==
4199                     key->info.shared.offset) {
4200                         KASSERT(reg->ushm_key.type == TYPE_SHM, ("TYPE_USHM"));
4201                         KASSERT(reg->ushm_refcnt > 0,
4202                             ("reg %p refcnt 0 onlist", reg));
4203                         KASSERT((reg->ushm_flags & USHMF_REG_LINKED) != 0,
4204                             ("reg %p not linked", reg));
4205                         reg->ushm_refcnt++;
4206                         return (reg);
4207                 }
4208         }
4209         return (NULL);
4210 }
4211
4212 static struct umtx_shm_reg *
4213 umtx_shm_find_reg(const struct umtx_key *key)
4214 {
4215         struct umtx_shm_reg *reg;
4216
4217         mtx_lock(&umtx_shm_lock);
4218         reg = umtx_shm_find_reg_locked(key);
4219         mtx_unlock(&umtx_shm_lock);
4220         return (reg);
4221 }
4222
4223 static void
4224 umtx_shm_free_reg(struct umtx_shm_reg *reg)
4225 {
4226
4227         chgumtxcnt(reg->ushm_cred->cr_ruidinfo, -1, 0);
4228         crfree(reg->ushm_cred);
4229         shm_drop(reg->ushm_obj);
4230         uma_zfree(umtx_shm_reg_zone, reg);
4231 }
4232
4233 static bool
4234 umtx_shm_unref_reg_locked(struct umtx_shm_reg *reg, bool force)
4235 {
4236         bool res;
4237
4238         mtx_assert(&umtx_shm_lock, MA_OWNED);
4239         KASSERT(reg->ushm_refcnt > 0, ("ushm_reg %p refcnt 0", reg));
4240         reg->ushm_refcnt--;
4241         res = reg->ushm_refcnt == 0;
4242         if (res || force) {
4243                 if ((reg->ushm_flags & USHMF_REG_LINKED) != 0) {
4244                         TAILQ_REMOVE(&umtx_shm_registry[reg->ushm_key.hash],
4245                             reg, ushm_reg_link);
4246                         reg->ushm_flags &= ~USHMF_REG_LINKED;
4247                 }
4248                 if ((reg->ushm_flags & USHMF_OBJ_LINKED) != 0) {
4249                         LIST_REMOVE(reg, ushm_obj_link);
4250                         reg->ushm_flags &= ~USHMF_OBJ_LINKED;
4251                 }
4252         }
4253         return (res);
4254 }
4255
4256 static void
4257 umtx_shm_unref_reg(struct umtx_shm_reg *reg, bool force)
4258 {
4259         vm_object_t object;
4260         bool dofree;
4261
4262         if (force) {
4263                 object = reg->ushm_obj->shm_object;
4264                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
4265                 object->flags |= OBJ_UMTXDEAD;
4266                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
4267         }
4268         mtx_lock(&umtx_shm_lock);
4269         dofree = umtx_shm_unref_reg_locked(reg, force);
4270         mtx_unlock(&umtx_shm_lock);
4271         if (dofree)
4272                 umtx_shm_free_reg(reg);
4273 }
4274
4275 void
4276 umtx_shm_object_init(vm_object_t object)
4277 {
4278
4279         LIST_INIT(USHM_OBJ_UMTX(object));
4280 }
4281
4282 void
4283 umtx_shm_object_terminated(vm_object_t object)
4284 {
4285         struct umtx_shm_reg *reg, *reg1;
4286         bool dofree;
4287
4288         if (LIST_EMPTY(USHM_OBJ_UMTX(object)))
4289                 return;
4290
4291         dofree = false;
4292         mtx_lock(&umtx_shm_lock);
4293         LIST_FOREACH_SAFE(reg, USHM_OBJ_UMTX(object), ushm_obj_link, reg1) {
4294                 if (umtx_shm_unref_reg_locked(reg, true)) {
4295                         TAILQ_INSERT_TAIL(&umtx_shm_reg_delfree, reg,
4296                             ushm_reg_link);
4297                         dofree = true;
4298                 }
4299         }
4300         mtx_unlock(&umtx_shm_lock);
4301         if (dofree)
4302                 taskqueue_enqueue(taskqueue_thread, &umtx_shm_reg_delfree_task);
4303 }
4304
4305 static int
4306 umtx_shm_create_reg(struct thread *td, const struct umtx_key *key,
4307     struct umtx_shm_reg **res)
4308 {
4309         struct umtx_shm_reg *reg, *reg1;
4310         struct ucred *cred;
4311         int error;
4312
4313         reg = umtx_shm_find_reg(key);
4314         if (reg != NULL) {
4315                 *res = reg;
4316                 return (0);
4317         }
4318         cred = td->td_ucred;
4319         if (!chgumtxcnt(cred->cr_ruidinfo, 1, lim_cur(td, RLIMIT_UMTXP)))
4320                 return (ENOMEM);
4321         reg = uma_zalloc(umtx_shm_reg_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
4322         reg->ushm_refcnt = 1;
4323         bcopy(key, &reg->ushm_key, sizeof(*key));
4324         reg->ushm_obj = shm_alloc(td->td_ucred, O_RDWR, false);
4325         reg->ushm_cred = crhold(cred);
4326         error = shm_dotruncate(reg->ushm_obj, PAGE_SIZE);
4327         if (error != 0) {
4328                 umtx_shm_free_reg(reg);
4329                 return (error);
4330         }
4331         mtx_lock(&umtx_shm_lock);
4332         reg1 = umtx_shm_find_reg_locked(key);
4333         if (reg1 != NULL) {
4334                 mtx_unlock(&umtx_shm_lock);
4335                 umtx_shm_free_reg(reg);
4336                 *res = reg1;
4337                 return (0);
4338         }
4339         reg->ushm_refcnt++;
4340         TAILQ_INSERT_TAIL(&umtx_shm_registry[key->hash], reg, ushm_reg_link);
4341         LIST_INSERT_HEAD(USHM_OBJ_UMTX(key->info.shared.object), reg,
4342             ushm_obj_link);
4343         reg->ushm_flags = USHMF_REG_LINKED | USHMF_OBJ_LINKED;
4344         mtx_unlock(&umtx_shm_lock);
4345         *res = reg;
4346         return (0);
4347 }
4348
4349 static int
4350 umtx_shm_alive(struct thread *td, void *addr)
4351 {
4352         vm_map_t map;
4353         vm_map_entry_t entry;
4354         vm_object_t object;
4355         vm_pindex_t pindex;
4356         vm_prot_t prot;
4357         int res, ret;
4358         boolean_t wired;
4359
4360         map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
4361         res = vm_map_lookup(&map, (uintptr_t)addr, VM_PROT_READ, &entry,
4362             &object, &pindex, &prot, &wired);
4363         if (res != KERN_SUCCESS)
4364                 return (EFAULT);
4365         if (object == NULL)
4366                 ret = EINVAL;
4367         else
4368                 ret = (object->flags & OBJ_UMTXDEAD) != 0 ? ENOTTY : 0;
4369         vm_map_lookup_done(map, entry);
4370         return (ret);
4371 }
4372
4373 static void
4374 umtx_shm_init(void)
4375 {
4376         int i;
4377
4378         umtx_shm_reg_zone = uma_zcreate("umtx_shm", sizeof(struct umtx_shm_reg),
4379             NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
4380         mtx_init(&umtx_shm_lock, "umtxshm", NULL, MTX_DEF);
4381         for (i = 0; i < nitems(umtx_shm_registry); i++)
4382                 TAILQ_INIT(&umtx_shm_registry[i]);
4383 }
4384
4385 static int
4386 umtx_shm(struct thread *td, void *addr, u_int flags)
4387 {
4388         struct umtx_key key;
4389         struct umtx_shm_reg *reg;
4390         struct file *fp;
4391         int error, fd;
4392
4393         if (__bitcount(flags & (UMTX_SHM_CREAT | UMTX_SHM_LOOKUP |
4394             UMTX_SHM_DESTROY| UMTX_SHM_ALIVE)) != 1)
4395                 return (EINVAL);
4396         if ((flags & UMTX_SHM_ALIVE) != 0)
4397                 return (umtx_shm_alive(td, addr));
4398         error = umtx_key_get(addr, TYPE_SHM, PROCESS_SHARE, &key);
4399         if (error != 0)
4400                 return (error);
4401         KASSERT(key.shared == 1, ("non-shared key"));
4402         if ((flags & UMTX_SHM_CREAT) != 0) {
4403                 error = umtx_shm_create_reg(td, &key, &reg);
4404         } else {
4405                 reg = umtx_shm_find_reg(&key);
4406                 if (reg == NULL)
4407                         error = ESRCH;
4408         }
4409         umtx_key_release(&key);
4410         if (error != 0)
4411                 return (error);
4412         KASSERT(reg != NULL, ("no reg"));
4413         if ((flags & UMTX_SHM_DESTROY) != 0) {
4414                 umtx_shm_unref_reg(reg, true);
4415         } else {
4416 #if 0
4417 #ifdef MAC
4418                 error = mac_posixshm_check_open(td->td_ucred,
4419                     reg->ushm_obj, FFLAGS(O_RDWR));
4420                 if (error == 0)
4421 #endif
4422                         error = shm_access(reg->ushm_obj, td->td_ucred,
4423                             FFLAGS(O_RDWR));
4424                 if (error == 0)
4425 #endif
4426                         error = falloc_caps(td, &fp, &fd, O_CLOEXEC, NULL);
4427                 if (error == 0) {
4428                         shm_hold(reg->ushm_obj);
4429                         finit(fp, FFLAGS(O_RDWR), DTYPE_SHM, reg->ushm_obj,
4430                             &shm_ops);
4431                         td->td_retval[0] = fd;
4432                         fdrop(fp, td);
4433                 }
4434         }
4435         umtx_shm_unref_reg(reg, false);
4436         return (error);
4437 }
4438
4439 static int
4440 __umtx_op_shm(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
4441     const struct umtx_copyops *ops __unused)
4442 {
4443
4444         return (umtx_shm(td, uap->uaddr1, uap->val));
4445 }
4446
4447 static int
4448 __umtx_op_robust_lists(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
4449     const struct umtx_copyops *ops)
4450 {
4451         struct umtx_robust_lists_params rb;
4452         int error;
4453
4454         if (ops->compat32) {
4455                 if ((td->td_pflags2 & TDP2_COMPAT32RB) == 0 &&
4456                     (td->td_rb_list != 0 || td->td_rbp_list != 0 ||
4457                     td->td_rb_inact != 0))
4458                         return (EBUSY);
4459         } else if ((td->td_pflags2 & TDP2_COMPAT32RB) != 0) {
4460                 return (EBUSY);
4461         }
4462
4463         bzero(&rb, sizeof(rb));
4464         error = ops->copyin_robust_lists(uap->uaddr1, uap->val, &rb);
4465         if (error != 0)
4466                 return (error);
4467
4468         if (ops->compat32)
4469                 td->td_pflags2 |= TDP2_COMPAT32RB;
4470
4471         td->td_rb_list = rb.robust_list_offset;
4472         td->td_rbp_list = rb.robust_priv_list_offset;
4473         td->td_rb_inact = rb.robust_inact_offset;
4474         return (0);
4475 }
4476
4477 #if defined(__i386__) || defined(__amd64__)
4478 /*
4479  * Provide the standard 32-bit definitions for x86, since native/compat32 use a
4480  * 32-bit time_t there.  Other architectures just need the i386 definitions
4481  * along with their standard compat32.
4482  */
4483 struct timespecx32 {
4484         int64_t                 tv_sec;
4485         int32_t                 tv_nsec;
4486 };
4487
4488 struct umtx_timex32 {
4489         struct  timespecx32     _timeout;
4490         uint32_t                _flags;
4491         uint32_t                _clockid;
4492 };
4493
4494 #ifndef __i386__
4495 #define timespeci386    timespec32
4496 #define umtx_timei386   umtx_time32
4497 #endif
4498 #else /* !__i386__ && !__amd64__ */
4499 /* 32-bit architectures can emulate i386, so define these almost everywhere. */
4500 struct timespeci386 {
4501         int32_t                 tv_sec;
4502         int32_t                 tv_nsec;
4503 };
4504
4505 struct umtx_timei386 {
4506         struct  timespeci386    _timeout;
4507         uint32_t                _flags;
4508         uint32_t                _clockid;
4509 };
4510
4511 #if defined(__LP64__)
4512 #define timespecx32     timespec32
4513 #define umtx_timex32    umtx_time32
4514 #endif
4515 #endif
4516
4517 static int
4518 umtx_copyin_robust_lists32(const void *uaddr, size_t size,
4519     struct umtx_robust_lists_params *rbp)
4520 {
4521         struct umtx_robust_lists_params_compat32 rb32;
4522         int error;
4523
4524         if (size > sizeof(rb32))
4525                 return (EINVAL);
4526         bzero(&rb32, sizeof(rb32));
4527         error = copyin(uaddr, &rb32, size);
4528         if (error != 0)
4529                 return (error);
4530         CP(rb32, *rbp, robust_list_offset);
4531         CP(rb32, *rbp, robust_priv_list_offset);
4532         CP(rb32, *rbp, robust_inact_offset);
4533         return (0);
4534 }
4535
4536 #ifndef __i386__
4537 static inline int
4538 umtx_copyin_timeouti386(const void *uaddr, struct timespec *tsp)
4539 {
4540         struct timespeci386 ts32;
4541         int error;
4542
4543         error = copyin(uaddr, &ts32, sizeof(ts32));
4544         if (error == 0) {
4545                 if (ts32.tv_sec < 0 ||
4546                     ts32.tv_nsec >= 1000000000 ||
4547                     ts32.tv_nsec < 0)
4548                         error = EINVAL;
4549                 else {
4550                         CP(ts32, *tsp, tv_sec);
4551                         CP(ts32, *tsp, tv_nsec);
4552                 }
4553         }
4554         return (error);
4555 }
4556
4557 static inline int
4558 umtx_copyin_umtx_timei386(const void *uaddr, size_t size, struct _umtx_time *tp)
4559 {
4560         struct umtx_timei386 t32;
4561         int error;
4562
4563         t32._clockid = CLOCK_REALTIME;
4564         t32._flags   = 0;
4565         if (size <= sizeof(t32._timeout))
4566                 error = copyin(uaddr, &t32._timeout, sizeof(t32._timeout));
4567         else
4568                 error = copyin(uaddr, &t32, sizeof(t32));
4569         if (error != 0)
4570                 return (error);
4571         if (t32._timeout.tv_sec < 0 ||
4572             t32._timeout.tv_nsec >= 1000000000 || t32._timeout.tv_nsec < 0)
4573                 return (EINVAL);
4574         TS_CP(t32, *tp, _timeout);
4575         CP(t32, *tp, _flags);
4576         CP(t32, *tp, _clockid);
4577         return (0);
4578 }
4579
4580 static int
4581 umtx_copyout_timeouti386(void *uaddr, size_t sz, struct timespec *tsp)
4582 {
4583         struct timespeci386 remain32 = {
4584                 .tv_sec = tsp->tv_sec,
4585                 .tv_nsec = tsp->tv_nsec,
4586         };
4587
4588         /*
4589          * Should be guaranteed by the caller, sz == uaddr1 - sizeof(_umtx_time)
4590          * and we're only called if sz >= sizeof(timespec) as supplied in the
4591          * copyops.
4592          */
4593         KASSERT(sz >= sizeof(remain32),
4594             ("umtx_copyops specifies incorrect sizes"));
4595
4596         return (copyout(&remain32, uaddr, sizeof(remain32)));
4597 }
4598 #endif /* !__i386__ */
4599
4600 #if defined(__i386__) || defined(__LP64__)
4601 static inline int
4602 umtx_copyin_timeoutx32(const void *uaddr, struct timespec *tsp)
4603 {
4604         struct timespecx32 ts32;
4605         int error;
4606
4607         error = copyin(uaddr, &ts32, sizeof(ts32));
4608         if (error == 0) {
4609                 if (ts32.tv_sec < 0 ||
4610                     ts32.tv_nsec >= 1000000000 ||
4611                     ts32.tv_nsec < 0)
4612                         error = EINVAL;
4613                 else {
4614                         CP(ts32, *tsp, tv_sec);
4615                         CP(ts32, *tsp, tv_nsec);
4616                 }
4617         }
4618         return (error);
4619 }
4620
4621 static inline int
4622 umtx_copyin_umtx_timex32(const void *uaddr, size_t size, struct _umtx_time *tp)
4623 {
4624         struct umtx_timex32 t32;
4625         int error;
4626
4627         t32._clockid = CLOCK_REALTIME;
4628         t32._flags   = 0;
4629         if (size <= sizeof(t32._timeout))
4630                 error = copyin(uaddr, &t32._timeout, sizeof(t32._timeout));
4631         else
4632                 error = copyin(uaddr, &t32, sizeof(t32));
4633         if (error != 0)
4634                 return (error);
4635         if (t32._timeout.tv_sec < 0 ||
4636             t32._timeout.tv_nsec >= 1000000000 || t32._timeout.tv_nsec < 0)
4637                 return (EINVAL);
4638         TS_CP(t32, *tp, _timeout);
4639         CP(t32, *tp, _flags);
4640         CP(t32, *tp, _clockid);
4641         return (0);
4642 }
4643
4644 static int
4645 umtx_copyout_timeoutx32(void *uaddr, size_t sz, struct timespec *tsp)
4646 {
4647         struct timespecx32 remain32 = {
4648                 .tv_sec = tsp->tv_sec,
4649                 .tv_nsec = tsp->tv_nsec,
4650         };
4651
4652         /*
4653          * Should be guaranteed by the caller, sz == uaddr1 - sizeof(_umtx_time)
4654          * and we're only called if sz >= sizeof(timespec) as supplied in the
4655          * copyops.
4656          */
4657         KASSERT(sz >= sizeof(remain32),
4658             ("umtx_copyops specifies incorrect sizes"));
4659
4660         return (copyout(&remain32, uaddr, sizeof(remain32)));
4661 }
4662 #endif /* __i386__ || __LP64__ */
4663
4664 typedef int (*_umtx_op_func)(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap,
4665     const struct umtx_copyops *umtx_ops);
4666
4667 static const _umtx_op_func op_table[] = {
4668 #ifdef COMPAT_FREEBSD10
4669         [UMTX_OP_LOCK]          = __umtx_op_lock_umtx,
4670         [UMTX_OP_UNLOCK]        = __umtx_op_unlock_umtx,
4671 #else
4672         [UMTX_OP_LOCK]          = __umtx_op_unimpl,
4673         [UMTX_OP_UNLOCK]        = __umtx_op_unimpl,
4674 #endif
4675         [UMTX_OP_WAIT]          = __umtx_op_wait,
4676         [UMTX_OP_WAKE]          = __umtx_op_wake,
4677         [UMTX_OP_MUTEX_TRYLOCK] = __umtx_op_trylock_umutex,
4678         [UMTX_OP_MUTEX_LOCK]    = __umtx_op_lock_umutex,
4679         [UMTX_OP_MUTEX_UNLOCK]  = __umtx_op_unlock_umutex,
4680         [UMTX_OP_SET_CEILING]   = __umtx_op_set_ceiling,
4681         [UMTX_OP_CV_WAIT]       = __umtx_op_cv_wait,
4682         [UMTX_OP_CV_SIGNAL]     = __umtx_op_cv_signal,
4683         [UMTX_OP_CV_BROADCAST]  = __umtx_op_cv_broadcast,
4684         [UMTX_OP_WAIT_UINT]     = __umtx_op_wait_uint,
4685         [UMTX_OP_RW_RDLOCK]     = __umtx_op_rw_rdlock,
4686         [UMTX_OP_RW_WRLOCK]     = __umtx_op_rw_wrlock,
4687         [UMTX_OP_RW_UNLOCK]     = __umtx_op_rw_unlock,
4688         [UMTX_OP_WAIT_UINT_PRIVATE] = __umtx_op_wait_uint_private,
4689         [UMTX_OP_WAKE_PRIVATE]  = __umtx_op_wake_private,
4690         [UMTX_OP_MUTEX_WAIT]    = __umtx_op_wait_umutex,
4691         [UMTX_OP_MUTEX_WAKE]    = __umtx_op_wake_umutex,
4692 #if defined(COMPAT_FREEBSD9) || defined(COMPAT_FREEBSD10)
4693         [UMTX_OP_SEM_WAIT]      = __umtx_op_sem_wait,
4694         [UMTX_OP_SEM_WAKE]      = __umtx_op_sem_wake,
4695 #else
4696         [UMTX_OP_SEM_WAIT]      = __umtx_op_unimpl,
4697         [UMTX_OP_SEM_WAKE]      = __umtx_op_unimpl,
4698 #endif
4699         [UMTX_OP_NWAKE_PRIVATE] = __umtx_op_nwake_private,
4700         [UMTX_OP_MUTEX_WAKE2]   = __umtx_op_wake2_umutex,
4701         [UMTX_OP_SEM2_WAIT]     = __umtx_op_sem2_wait,
4702         [UMTX_OP_SEM2_WAKE]     = __umtx_op_sem2_wake,
4703         [UMTX_OP_SHM]           = __umtx_op_shm,
4704         [UMTX_OP_ROBUST_LISTS]  = __umtx_op_robust_lists,
4705 };
4706
4707 static const struct umtx_copyops umtx_native_ops = {
4708         .copyin_timeout = umtx_copyin_timeout,
4709         .copyin_umtx_time = umtx_copyin_umtx_time,
4710         .copyin_robust_lists = umtx_copyin_robust_lists,
4711         .copyout_timeout = umtx_copyout_timeout,
4712         .timespec_sz = sizeof(struct timespec),
4713         .umtx_time_sz = sizeof(struct _umtx_time),
4714 };
4715
4716 #ifndef __i386__
4717 static const struct umtx_copyops umtx_native_opsi386 = {
4718         .copyin_timeout = umtx_copyin_timeouti386,
4719         .copyin_umtx_time = umtx_copyin_umtx_timei386,
4720         .copyin_robust_lists = umtx_copyin_robust_lists32,
4721         .copyout_timeout = umtx_copyout_timeouti386,
4722         .timespec_sz = sizeof(struct timespeci386),
4723         .umtx_time_sz = sizeof(struct umtx_timei386),
4724         .compat32 = true,
4725 };
4726 #endif
4727
4728 #if defined(__i386__) || defined(__LP64__)
4729 /* i386 can emulate other 32-bit archs, too! */
4730 static const struct umtx_copyops umtx_native_opsx32 = {
4731         .copyin_timeout = umtx_copyin_timeoutx32,
4732         .copyin_umtx_time = umtx_copyin_umtx_timex32,
4733         .copyin_robust_lists = umtx_copyin_robust_lists32,
4734         .copyout_timeout = umtx_copyout_timeoutx32,
4735         .timespec_sz = sizeof(struct timespecx32),
4736         .umtx_time_sz = sizeof(struct umtx_timex32),
4737         .compat32 = true,
4738 };
4739
4740 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
4741 #ifdef __amd64__
4742 #define umtx_native_ops32       umtx_native_opsi386
4743 #else
4744 #define umtx_native_ops32       umtx_native_opsx32
4745 #endif
4746 #endif /* COMPAT_FREEBSD32 */
4747 #endif /* __i386__ || __LP64__ */
4748
4749 #define UMTX_OP__FLAGS  (UMTX_OP__32BIT | UMTX_OP__I386)
4750
4751 static int
4752 kern__umtx_op(struct thread *td, void *obj, int op, unsigned long val,
4753     void *uaddr1, void *uaddr2, const struct umtx_copyops *ops)
4754 {
4755         struct _umtx_op_args uap = {
4756                 .obj = obj,
4757                 .op = op & ~UMTX_OP__FLAGS,
4758                 .val = val,
4759                 .uaddr1 = uaddr1,
4760                 .uaddr2 = uaddr2
4761         };
4762
4763         if ((uap.op >= nitems(op_table)))
4764                 return (EINVAL);
4765         return ((*op_table[uap.op])(td, &uap, ops));
4766 }
4767
4768 int
4769 sys__umtx_op(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
4770 {
4771         static const struct umtx_copyops *umtx_ops;
4772
4773         umtx_ops = &umtx_native_ops;
4774 #ifdef __LP64__
4775         if ((uap->op & (UMTX_OP__32BIT | UMTX_OP__I386)) != 0) {
4776                 if ((uap->op & UMTX_OP__I386) != 0)
4777                         umtx_ops = &umtx_native_opsi386;
4778                 else
4779                         umtx_ops = &umtx_native_opsx32;
4780         }
4781 #elif !defined(__i386__)
4782         /* We consider UMTX_OP__32BIT a nop on !i386 ILP32. */
4783         if ((uap->op & UMTX_OP__I386) != 0)
4784                 umtx_ops = &umtx_native_opsi386;
4785 #else
4786         /* Likewise, UMTX_OP__I386 is a nop on i386. */
4787         if ((uap->op & UMTX_OP__32BIT) != 0)
4788                 umtx_ops = &umtx_native_opsx32;
4789 #endif
4790         return (kern__umtx_op(td, uap->obj, uap->op, uap->val, uap->uaddr1,
4791             uap->uaddr2, umtx_ops));
4792 }
4793
4794 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
4795 #ifdef COMPAT_FREEBSD10
4796 int
4797 freebsd10_freebsd32_umtx_lock(struct thread *td,
4798     struct freebsd10_freebsd32_umtx_lock_args *uap)
4799 {
4800         return (do_lock_umtx32(td, (uint32_t *)uap->umtx, td->td_tid, NULL));
4801 }
4802
4803 int
4804 freebsd10_freebsd32_umtx_unlock(struct thread *td,
4805     struct freebsd10_freebsd32_umtx_unlock_args *uap)
4806 {
4807         return (do_unlock_umtx32(td, (uint32_t *)uap->umtx, td->td_tid));
4808 }
4809 #endif /* COMPAT_FREEBSD10 */
4810
4811 int
4812 freebsd32__umtx_op(struct thread *td, struct freebsd32__umtx_op_args *uap)
4813 {
4814
4815         return (kern__umtx_op(td, uap->obj, uap->op, uap->val, uap->uaddr,
4816             uap->uaddr2, &umtx_native_ops32));
4817 }
4818 #endif /* COMPAT_FREEBSD32 */
4819
4820 void
4821 umtx_thread_init(struct thread *td)
4822 {
4823
4824         td->td_umtxq = umtxq_alloc();
4825         td->td_umtxq->uq_thread = td;
4826 }
4827
4828 void
4829 umtx_thread_fini(struct thread *td)
4830 {
4831
4832         umtxq_free(td->td_umtxq);
4833 }
4834
4835 /*
4836  * It will be called when new thread is created, e.g fork().
4837  */
4838 void
4839 umtx_thread_alloc(struct thread *td)
4840 {
4841         struct umtx_q *uq;
4842
4843         uq = td->td_umtxq;
4844         uq->uq_inherited_pri = PRI_MAX;
4845
4846         KASSERT(uq->uq_flags == 0, ("uq_flags != 0"));
4847         KASSERT(uq->uq_thread == td, ("uq_thread != td"));
4848         KASSERT(uq->uq_pi_blocked == NULL, ("uq_pi_blocked != NULL"));
4849         KASSERT(TAILQ_EMPTY(&uq->uq_pi_contested), ("uq_pi_contested is not empty"));
4850 }
4851
4852 /*
4853  * exec() hook.
4854  *
4855  * Clear robust lists for all process' threads, not delaying the
4856  * cleanup to thread exit, since the relevant address space is
4857  * destroyed right now.
4858  */
4859 void
4860 umtx_exec(struct proc *p)
4861 {
4862         struct thread *td;
4863
4864         KASSERT(p == curproc, ("need curproc"));
4865         KASSERT((p->p_flag & P_HADTHREADS) == 0 ||
4866             (p->p_flag & P_STOPPED_SINGLE) != 0,
4867             ("curproc must be single-threaded"));
4868         /*
4869          * There is no need to lock the list as only this thread can be
4870          * running.
4871          */
4872         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
4873                 KASSERT(td == curthread ||
4874                     ((td->td_flags & TDF_BOUNDARY) != 0 && TD_IS_SUSPENDED(td)),
4875                     ("running thread %p %p", p, td));
4876                 umtx_thread_cleanup(td);
4877                 td->td_rb_list = td->td_rbp_list = td->td_rb_inact = 0;
4878         }
4879 }
4880
4881 /*
4882  * thread exit hook.
4883  */
4884 void
4885 umtx_thread_exit(struct thread *td)
4886 {
4887
4888         umtx_thread_cleanup(td);
4889 }
4890
4891 static int
4892 umtx_read_uptr(struct thread *td, uintptr_t ptr, uintptr_t *res, bool compat32)
4893 {
4894         u_long res1;
4895         uint32_t res32;
4896         int error;
4897
4898         if (compat32) {
4899                 error = fueword32((void *)ptr, &res32);
4900                 if (error == 0)
4901                         res1 = res32;
4902         } else {
4903                 error = fueword((void *)ptr, &res1);
4904         }
4905         if (error == 0)
4906                 *res = res1;
4907         else
4908                 error = EFAULT;
4909         return (error);
4910 }
4911
4912 static void
4913 umtx_read_rb_list(struct thread *td, struct umutex *m, uintptr_t *rb_list,
4914     bool compat32)
4915 {
4916         struct umutex32 m32;
4917
4918         if (compat32) {
4919                 memcpy(&m32, m, sizeof(m32));
4920                 *rb_list = m32.m_rb_lnk;
4921         } else {
4922                 *rb_list = m->m_rb_lnk;
4923         }
4924 }
4925
4926 static int
4927 umtx_handle_rb(struct thread *td, uintptr_t rbp, uintptr_t *rb_list, bool inact,
4928     bool compat32)
4929 {
4930         struct umutex m;
4931         int error;
4932
4933         KASSERT(td->td_proc == curproc, ("need current vmspace"));
4934         error = copyin((void *)rbp, &m, sizeof(m));
4935         if (error != 0)
4936                 return (error);
4937         if (rb_list != NULL)
4938                 umtx_read_rb_list(td, &m, rb_list, compat32);
4939         if ((m.m_flags & UMUTEX_ROBUST) == 0)
4940                 return (EINVAL);
4941         if ((m.m_owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != td->td_tid)
4942                 /* inact is cleared after unlock, allow the inconsistency */
4943                 return (inact ? 0 : EINVAL);
4944         return (do_unlock_umutex(td, (struct umutex *)rbp, true));
4945 }
4946
4947 static void
4948 umtx_cleanup_rb_list(struct thread *td, uintptr_t rb_list, uintptr_t *rb_inact,
4949     const char *name, bool compat32)
4950 {
4951         int error, i;
4952         uintptr_t rbp;
4953         bool inact;
4954
4955         if (rb_list == 0)
4956                 return;
4957         error = umtx_read_uptr(td, rb_list, &rbp, compat32);
4958         for (i = 0; error == 0 && rbp != 0 && i < umtx_max_rb; i++) {
4959                 if (rbp == *rb_inact) {
4960                         inact = true;
4961                         *rb_inact = 0;
4962                 } else
4963                         inact = false;
4964                 error = umtx_handle_rb(td, rbp, &rbp, inact, compat32);
4965         }
4966         if (i == umtx_max_rb && umtx_verbose_rb) {
4967                 uprintf("comm %s pid %d: reached umtx %smax rb %d\n",
4968                     td->td_proc->p_comm, td->td_proc->p_pid, name, umtx_max_rb);
4969         }
4970         if (error != 0 && umtx_verbose_rb) {
4971                 uprintf("comm %s pid %d: handling %srb error %d\n",
4972                     td->td_proc->p_comm, td->td_proc->p_pid, name, error);
4973         }
4974 }
4975
4976 /*
4977  * Clean up umtx data.
4978  */
4979 static void
4980 umtx_thread_cleanup(struct thread *td)
4981 {
4982         struct umtx_q *uq;
4983         struct umtx_pi *pi;
4984         uintptr_t rb_inact;
4985         bool compat32;
4986
4987         /*
4988          * Disown pi mutexes.
4989          */
4990         uq = td->td_umtxq;
4991         if (uq != NULL) {
4992                 if (uq->uq_inherited_pri != PRI_MAX ||
4993                     !TAILQ_EMPTY(&uq->uq_pi_contested)) {
4994                         mtx_lock(&umtx_lock);
4995                         uq->uq_inherited_pri = PRI_MAX;
4996                         while ((pi = TAILQ_FIRST(&uq->uq_pi_contested)) != NULL) {
4997                                 pi->pi_owner = NULL;
4998                                 TAILQ_REMOVE(&uq->uq_pi_contested, pi, pi_link);
4999                         }
5000                         mtx_unlock(&umtx_lock);
5001                 }
5002                 sched_lend_user_prio_cond(td, PRI_MAX);
5003         }
5004
5005         compat32 = (td->td_pflags2 & TDP2_COMPAT32RB) != 0;
5006         td->td_pflags2 &= ~TDP2_COMPAT32RB;
5007
5008         if (td->td_rb_inact == 0 && td->td_rb_list == 0 && td->td_rbp_list == 0)
5009                 return;
5010
5011         /*
5012          * Handle terminated robust mutexes.  Must be done after
5013          * robust pi disown, otherwise unlock could see unowned
5014          * entries.
5015          */
5016         rb_inact = td->td_rb_inact;
5017         if (rb_inact != 0)
5018                 (void)umtx_read_uptr(td, rb_inact, &rb_inact, compat32);
5019         umtx_cleanup_rb_list(td, td->td_rb_list, &rb_inact, "", compat32);
5020         umtx_cleanup_rb_list(td, td->td_rbp_list, &rb_inact, "priv ", compat32);
5021         if (rb_inact != 0)
5022                 (void)umtx_handle_rb(td, rb_inact, NULL, true, compat32);
5023 }