]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.0.git/blob - sys/kern/kern_umtx.c
- Copy stable/10 (r259064) to releng/10.0 as part of the
[FreeBSD/releng/10.0.git] / sys / kern / kern_umtx.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004, David Xu <davidxu@freebsd.org>
3  * Copyright (c) 2002, Jeffrey Roberson <jeff@freebsd.org>
4  * All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
11  *    disclaimer.
12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
15  *
16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
17  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
18  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
19  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
20  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
21  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
22  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
23  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
24  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
25  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
26  */
27
28 #include <sys/cdefs.h>
29 __FBSDID("$FreeBSD$");
30
31 #include "opt_compat.h"
32 #include "opt_umtx_profiling.h"
33
34 #include <sys/param.h>
35 #include <sys/kernel.h>
36 #include <sys/limits.h>
37 #include <sys/lock.h>
38 #include <sys/malloc.h>
39 #include <sys/mutex.h>
40 #include <sys/priv.h>
41 #include <sys/proc.h>
42 #include <sys/sbuf.h>
43 #include <sys/sched.h>
44 #include <sys/smp.h>
45 #include <sys/sysctl.h>
46 #include <sys/sysent.h>
47 #include <sys/systm.h>
48 #include <sys/sysproto.h>
49 #include <sys/syscallsubr.h>
50 #include <sys/eventhandler.h>
51 #include <sys/umtx.h>
52
53 #include <vm/vm.h>
54 #include <vm/vm_param.h>
55 #include <vm/pmap.h>
56 #include <vm/vm_map.h>
57 #include <vm/vm_object.h>
58
59 #include <machine/cpu.h>
60
61 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
62 #include <compat/freebsd32/freebsd32_proto.h>
63 #endif
64
65 #define _UMUTEX_TRY             1
66 #define _UMUTEX_WAIT            2
67
68 #ifdef UMTX_PROFILING
69 #define UPROF_PERC_BIGGER(w, f, sw, sf)                                 \
70         (((w) > (sw)) || ((w) == (sw) && (f) > (sf)))
71 #endif
72
73 /* Priority inheritance mutex info. */
74 struct umtx_pi {
75         /* Owner thread */
76         struct thread           *pi_owner;
77
78         /* Reference count */
79         int                     pi_refcount;
80
81         /* List entry to link umtx holding by thread */
82         TAILQ_ENTRY(umtx_pi)    pi_link;
83
84         /* List entry in hash */
85         TAILQ_ENTRY(umtx_pi)    pi_hashlink;
86
87         /* List for waiters */
88         TAILQ_HEAD(,umtx_q)     pi_blocked;
89
90         /* Identify a userland lock object */
91         struct umtx_key         pi_key;
92 };
93
94 /* A userland synchronous object user. */
95 struct umtx_q {
96         /* Linked list for the hash. */
97         TAILQ_ENTRY(umtx_q)     uq_link;
98
99         /* Umtx key. */
100         struct umtx_key         uq_key;
101
102         /* Umtx flags. */
103         int                     uq_flags;
104 #define UQF_UMTXQ       0x0001
105
106         /* The thread waits on. */
107         struct thread           *uq_thread;
108
109         /*
110          * Blocked on PI mutex. read can use chain lock
111          * or umtx_lock, write must have both chain lock and
112          * umtx_lock being hold.
113          */
114         struct umtx_pi          *uq_pi_blocked;
115
116         /* On blocked list */
117         TAILQ_ENTRY(umtx_q)     uq_lockq;
118
119         /* Thread contending with us */
120         TAILQ_HEAD(,umtx_pi)    uq_pi_contested;
121
122         /* Inherited priority from PP mutex */
123         u_char                  uq_inherited_pri;
124         
125         /* Spare queue ready to be reused */
126         struct umtxq_queue      *uq_spare_queue;
127
128         /* The queue we on */
129         struct umtxq_queue      *uq_cur_queue;
130 };
131
132 TAILQ_HEAD(umtxq_head, umtx_q);
133
134 /* Per-key wait-queue */
135 struct umtxq_queue {
136         struct umtxq_head       head;
137         struct umtx_key         key;
138         LIST_ENTRY(umtxq_queue) link;
139         int                     length;
140 };
141
142 LIST_HEAD(umtxq_list, umtxq_queue);
143
144 /* Userland lock object's wait-queue chain */
145 struct umtxq_chain {
146         /* Lock for this chain. */
147         struct mtx              uc_lock;
148
149         /* List of sleep queues. */
150         struct umtxq_list       uc_queue[2];
151 #define UMTX_SHARED_QUEUE       0
152 #define UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE    1
153
154         LIST_HEAD(, umtxq_queue) uc_spare_queue;
155
156         /* Busy flag */
157         char                    uc_busy;
158
159         /* Chain lock waiters */
160         int                     uc_waiters;
161
162         /* All PI in the list */
163         TAILQ_HEAD(,umtx_pi)    uc_pi_list;
164
165 #ifdef UMTX_PROFILING
166         u_int                   length;
167         u_int                   max_length;
168 #endif
169 };
170
171 #define UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc)         mtx_assert(&(uc)->uc_lock, MA_OWNED)
172 #define UMTXQ_BUSY_ASSERT(uc)   KASSERT(&(uc)->uc_busy, ("umtx chain is not busy"))
173
174 /*
175  * Don't propagate time-sharing priority, there is a security reason,
176  * a user can simply introduce PI-mutex, let thread A lock the mutex,
177  * and let another thread B block on the mutex, because B is
178  * sleeping, its priority will be boosted, this causes A's priority to
179  * be boosted via priority propagating too and will never be lowered even
180  * if it is using 100%CPU, this is unfair to other processes.
181  */
182
183 #define UPRI(td)        (((td)->td_user_pri >= PRI_MIN_TIMESHARE &&\
184                           (td)->td_user_pri <= PRI_MAX_TIMESHARE) ?\
185                          PRI_MAX_TIMESHARE : (td)->td_user_pri)
186
187 #define GOLDEN_RATIO_PRIME      2654404609U
188 #define UMTX_CHAINS             512
189 #define UMTX_SHIFTS             (__WORD_BIT - 9)
190
191 #define GET_SHARE(flags)        \
192     (((flags) & USYNC_PROCESS_SHARED) == 0 ? THREAD_SHARE : PROCESS_SHARE)
193
194 #define BUSY_SPINS              200
195
196 struct abs_timeout {
197         int clockid;
198         struct timespec cur;
199         struct timespec end;
200 };
201
202 static uma_zone_t               umtx_pi_zone;
203 static struct umtxq_chain       umtxq_chains[2][UMTX_CHAINS];
204 static MALLOC_DEFINE(M_UMTX, "umtx", "UMTX queue memory");
205 static int                      umtx_pi_allocated;
206
207 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, umtx, CTLFLAG_RW, 0, "umtx debug");
208 SYSCTL_INT(_debug_umtx, OID_AUTO, umtx_pi_allocated, CTLFLAG_RD,
209     &umtx_pi_allocated, 0, "Allocated umtx_pi");
210
211 #ifdef UMTX_PROFILING
212 static long max_length;
213 SYSCTL_LONG(_debug_umtx, OID_AUTO, max_length, CTLFLAG_RD, &max_length, 0, "max_length");
214 static SYSCTL_NODE(_debug_umtx, OID_AUTO, chains, CTLFLAG_RD, 0, "umtx chain stats");
215 #endif
216
217 static void umtxq_sysinit(void *);
218 static void umtxq_hash(struct umtx_key *key);
219 static struct umtxq_chain *umtxq_getchain(struct umtx_key *key);
220 static void umtxq_lock(struct umtx_key *key);
221 static void umtxq_unlock(struct umtx_key *key);
222 static void umtxq_busy(struct umtx_key *key);
223 static void umtxq_unbusy(struct umtx_key *key);
224 static void umtxq_insert_queue(struct umtx_q *uq, int q);
225 static void umtxq_remove_queue(struct umtx_q *uq, int q);
226 static int umtxq_sleep(struct umtx_q *uq, const char *wmesg, struct abs_timeout *);
227 static int umtxq_count(struct umtx_key *key);
228 static struct umtx_pi *umtx_pi_alloc(int);
229 static void umtx_pi_free(struct umtx_pi *pi);
230 static int do_unlock_pp(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags);
231 static void umtx_thread_cleanup(struct thread *td);
232 static void umtx_exec_hook(void *arg __unused, struct proc *p __unused,
233         struct image_params *imgp __unused);
234 SYSINIT(umtx, SI_SUB_EVENTHANDLER+1, SI_ORDER_MIDDLE, umtxq_sysinit, NULL);
235
236 #define umtxq_signal(key, nwake)        umtxq_signal_queue((key), (nwake), UMTX_SHARED_QUEUE)
237 #define umtxq_insert(uq)        umtxq_insert_queue((uq), UMTX_SHARED_QUEUE)
238 #define umtxq_remove(uq)        umtxq_remove_queue((uq), UMTX_SHARED_QUEUE)
239
240 static struct mtx umtx_lock;
241
242 #ifdef UMTX_PROFILING
243 static void
244 umtx_init_profiling(void) 
245 {
246         struct sysctl_oid *chain_oid;
247         char chain_name[10];
248         int i;
249
250         for (i = 0; i < UMTX_CHAINS; ++i) {
251                 snprintf(chain_name, sizeof(chain_name), "%d", i);
252                 chain_oid = SYSCTL_ADD_NODE(NULL, 
253                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_debug_umtx_chains), OID_AUTO, 
254                     chain_name, CTLFLAG_RD, NULL, "umtx hash stats");
255                 SYSCTL_ADD_INT(NULL, SYSCTL_CHILDREN(chain_oid), OID_AUTO,
256                     "max_length0", CTLFLAG_RD, &umtxq_chains[0][i].max_length, 0, NULL);
257                 SYSCTL_ADD_INT(NULL, SYSCTL_CHILDREN(chain_oid), OID_AUTO,
258                     "max_length1", CTLFLAG_RD, &umtxq_chains[1][i].max_length, 0, NULL);
259         }
260 }
261
262 static int
263 sysctl_debug_umtx_chains_peaks(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
264 {
265         char buf[512];
266         struct sbuf sb;
267         struct umtxq_chain *uc;
268         u_int fract, i, j, tot, whole;
269         u_int sf0, sf1, sf2, sf3, sf4;
270         u_int si0, si1, si2, si3, si4;
271         u_int sw0, sw1, sw2, sw3, sw4;
272
273         sbuf_new(&sb, buf, sizeof(buf), SBUF_FIXEDLEN);
274         for (i = 0; i < 2; i++) {
275                 tot = 0;
276                 for (j = 0; j < UMTX_CHAINS; ++j) {
277                         uc = &umtxq_chains[i][j];
278                         mtx_lock(&uc->uc_lock);
279                         tot += uc->max_length;
280                         mtx_unlock(&uc->uc_lock);
281                 }
282                 if (tot == 0)
283                         sbuf_printf(&sb, "%u) Empty ", i);
284                 else {
285                         sf0 = sf1 = sf2 = sf3 = sf4 = 0;
286                         si0 = si1 = si2 = si3 = si4 = 0;
287                         sw0 = sw1 = sw2 = sw3 = sw4 = 0;
288                         for (j = 0; j < UMTX_CHAINS; j++) {
289                                 uc = &umtxq_chains[i][j];
290                                 mtx_lock(&uc->uc_lock);
291                                 whole = uc->max_length * 100;
292                                 mtx_unlock(&uc->uc_lock);
293                                 fract = (whole % tot) * 100;
294                                 if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw0, sf0)) {
295                                         sf0 = fract;
296                                         si0 = j;
297                                         sw0 = whole;
298                                 } else if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw1,
299                                     sf1)) {
300                                         sf1 = fract;
301                                         si1 = j;
302                                         sw1 = whole;
303                                 } else if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw2,
304                                     sf2)) {
305                                         sf2 = fract;
306                                         si2 = j;
307                                         sw2 = whole;
308                                 } else if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw3,
309                                     sf3)) {
310                                         sf3 = fract;
311                                         si3 = j;
312                                         sw3 = whole;
313                                 } else if (UPROF_PERC_BIGGER(whole, fract, sw4,
314                                     sf4)) {
315                                         sf4 = fract;
316                                         si4 = j;
317                                         sw4 = whole;
318                                 }
319                         }
320                         sbuf_printf(&sb, "queue %u:\n", i);
321                         sbuf_printf(&sb, "1st: %u.%u%% idx: %u\n", sw0 / tot,
322                             sf0 / tot, si0);
323                         sbuf_printf(&sb, "2nd: %u.%u%% idx: %u\n", sw1 / tot,
324                             sf1 / tot, si1);
325                         sbuf_printf(&sb, "3rd: %u.%u%% idx: %u\n", sw2 / tot,
326                             sf2 / tot, si2);
327                         sbuf_printf(&sb, "4th: %u.%u%% idx: %u\n", sw3 / tot,
328                             sf3 / tot, si3);
329                         sbuf_printf(&sb, "5th: %u.%u%% idx: %u\n", sw4 / tot,
330                             sf4 / tot, si4);
331                 }
332         }
333         sbuf_trim(&sb);
334         sbuf_finish(&sb);
335         sysctl_handle_string(oidp, sbuf_data(&sb), sbuf_len(&sb), req);
336         sbuf_delete(&sb);
337         return (0);
338 }
339
340 static int
341 sysctl_debug_umtx_chains_clear(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
342 {
343         struct umtxq_chain *uc;
344         u_int i, j;
345         int clear, error;
346
347         clear = 0;
348         error = sysctl_handle_int(oidp, &clear, 0, req);
349         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
350                 return (error);
351
352         if (clear != 0) {
353                 for (i = 0; i < 2; ++i) {
354                         for (j = 0; j < UMTX_CHAINS; ++j) {
355                                 uc = &umtxq_chains[i][j];
356                                 mtx_lock(&uc->uc_lock);
357                                 uc->length = 0;
358                                 uc->max_length = 0;     
359                                 mtx_unlock(&uc->uc_lock);
360                         }
361                 }
362         }
363         return (0);
364 }
365
366 SYSCTL_PROC(_debug_umtx_chains, OID_AUTO, clear,
367     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0,
368     sysctl_debug_umtx_chains_clear, "I", "Clear umtx chains statistics");
369 SYSCTL_PROC(_debug_umtx_chains, OID_AUTO, peaks,
370     CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0,
371     sysctl_debug_umtx_chains_peaks, "A", "Highest peaks in chains max length");
372 #endif
373
374 static void
375 umtxq_sysinit(void *arg __unused)
376 {
377         int i, j;
378
379         umtx_pi_zone = uma_zcreate("umtx pi", sizeof(struct umtx_pi),
380                 NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
381         for (i = 0; i < 2; ++i) {
382                 for (j = 0; j < UMTX_CHAINS; ++j) {
383                         mtx_init(&umtxq_chains[i][j].uc_lock, "umtxql", NULL,
384                                  MTX_DEF | MTX_DUPOK);
385                         LIST_INIT(&umtxq_chains[i][j].uc_queue[0]);
386                         LIST_INIT(&umtxq_chains[i][j].uc_queue[1]);
387                         LIST_INIT(&umtxq_chains[i][j].uc_spare_queue);
388                         TAILQ_INIT(&umtxq_chains[i][j].uc_pi_list);
389                         umtxq_chains[i][j].uc_busy = 0;
390                         umtxq_chains[i][j].uc_waiters = 0;
391 #ifdef UMTX_PROFILING
392                         umtxq_chains[i][j].length = 0;
393                         umtxq_chains[i][j].max_length = 0;      
394 #endif
395                 }
396         }
397 #ifdef UMTX_PROFILING
398         umtx_init_profiling();
399 #endif
400         mtx_init(&umtx_lock, "umtx lock", NULL, MTX_SPIN);
401         EVENTHANDLER_REGISTER(process_exec, umtx_exec_hook, NULL,
402             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
403 }
404
405 struct umtx_q *
406 umtxq_alloc(void)
407 {
408         struct umtx_q *uq;
409
410         uq = malloc(sizeof(struct umtx_q), M_UMTX, M_WAITOK | M_ZERO);
411         uq->uq_spare_queue = malloc(sizeof(struct umtxq_queue), M_UMTX, M_WAITOK | M_ZERO);
412         TAILQ_INIT(&uq->uq_spare_queue->head);
413         TAILQ_INIT(&uq->uq_pi_contested);
414         uq->uq_inherited_pri = PRI_MAX;
415         return (uq);
416 }
417
418 void
419 umtxq_free(struct umtx_q *uq)
420 {
421         MPASS(uq->uq_spare_queue != NULL);
422         free(uq->uq_spare_queue, M_UMTX);
423         free(uq, M_UMTX);
424 }
425
426 static inline void
427 umtxq_hash(struct umtx_key *key)
428 {
429         unsigned n = (uintptr_t)key->info.both.a + key->info.both.b;
430         key->hash = ((n * GOLDEN_RATIO_PRIME) >> UMTX_SHIFTS) % UMTX_CHAINS;
431 }
432
433 static inline struct umtxq_chain *
434 umtxq_getchain(struct umtx_key *key)
435 {
436         if (key->type <= TYPE_SEM)
437                 return (&umtxq_chains[1][key->hash]);
438         return (&umtxq_chains[0][key->hash]);
439 }
440
441 /*
442  * Lock a chain.
443  */
444 static inline void
445 umtxq_lock(struct umtx_key *key)
446 {
447         struct umtxq_chain *uc;
448
449         uc = umtxq_getchain(key);
450         mtx_lock(&uc->uc_lock);
451 }
452
453 /*
454  * Unlock a chain.
455  */
456 static inline void
457 umtxq_unlock(struct umtx_key *key)
458 {
459         struct umtxq_chain *uc;
460
461         uc = umtxq_getchain(key);
462         mtx_unlock(&uc->uc_lock);
463 }
464
465 /*
466  * Set chain to busy state when following operation
467  * may be blocked (kernel mutex can not be used).
468  */
469 static inline void
470 umtxq_busy(struct umtx_key *key)
471 {
472         struct umtxq_chain *uc;
473
474         uc = umtxq_getchain(key);
475         mtx_assert(&uc->uc_lock, MA_OWNED);
476         if (uc->uc_busy) {
477 #ifdef SMP
478                 if (smp_cpus > 1) {
479                         int count = BUSY_SPINS;
480                         if (count > 0) {
481                                 umtxq_unlock(key);
482                                 while (uc->uc_busy && --count > 0)
483                                         cpu_spinwait();
484                                 umtxq_lock(key);
485                         }
486                 }
487 #endif
488                 while (uc->uc_busy) {
489                         uc->uc_waiters++;
490                         msleep(uc, &uc->uc_lock, 0, "umtxqb", 0);
491                         uc->uc_waiters--;
492                 }
493         }
494         uc->uc_busy = 1;
495 }
496
497 /*
498  * Unbusy a chain.
499  */
500 static inline void
501 umtxq_unbusy(struct umtx_key *key)
502 {
503         struct umtxq_chain *uc;
504
505         uc = umtxq_getchain(key);
506         mtx_assert(&uc->uc_lock, MA_OWNED);
507         KASSERT(uc->uc_busy != 0, ("not busy"));
508         uc->uc_busy = 0;
509         if (uc->uc_waiters)
510                 wakeup_one(uc);
511 }
512
513 static struct umtxq_queue *
514 umtxq_queue_lookup(struct umtx_key *key, int q)
515 {
516         struct umtxq_queue *uh;
517         struct umtxq_chain *uc;
518
519         uc = umtxq_getchain(key);
520         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
521         LIST_FOREACH(uh, &uc->uc_queue[q], link) {
522                 if (umtx_key_match(&uh->key, key))
523                         return (uh);
524         }
525
526         return (NULL);
527 }
528
529 static inline void
530 umtxq_insert_queue(struct umtx_q *uq, int q)
531 {
532         struct umtxq_queue *uh;
533         struct umtxq_chain *uc;
534
535         uc = umtxq_getchain(&uq->uq_key);
536         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
537         KASSERT((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0, ("umtx_q is already on queue"));
538         uh = umtxq_queue_lookup(&uq->uq_key, q);
539         if (uh != NULL) {
540                 LIST_INSERT_HEAD(&uc->uc_spare_queue, uq->uq_spare_queue, link);
541         } else {
542                 uh = uq->uq_spare_queue;
543                 uh->key = uq->uq_key;
544                 LIST_INSERT_HEAD(&uc->uc_queue[q], uh, link);
545 #ifdef UMTX_PROFILING
546                 uc->length++;
547                 if (uc->length > uc->max_length) {
548                         uc->max_length = uc->length;
549                         if (uc->max_length > max_length)
550                                 max_length = uc->max_length;    
551                 }
552 #endif
553         }
554         uq->uq_spare_queue = NULL;
555
556         TAILQ_INSERT_TAIL(&uh->head, uq, uq_link);
557         uh->length++;
558         uq->uq_flags |= UQF_UMTXQ;
559         uq->uq_cur_queue = uh;
560         return;
561 }
562
563 static inline void
564 umtxq_remove_queue(struct umtx_q *uq, int q)
565 {
566         struct umtxq_chain *uc;
567         struct umtxq_queue *uh;
568
569         uc = umtxq_getchain(&uq->uq_key);
570         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
571         if (uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) {
572                 uh = uq->uq_cur_queue;
573                 TAILQ_REMOVE(&uh->head, uq, uq_link);
574                 uh->length--;
575                 uq->uq_flags &= ~UQF_UMTXQ;
576                 if (TAILQ_EMPTY(&uh->head)) {
577                         KASSERT(uh->length == 0,
578                             ("inconsistent umtxq_queue length"));
579 #ifdef UMTX_PROFILING
580                         uc->length--;
581 #endif
582                         LIST_REMOVE(uh, link);
583                 } else {
584                         uh = LIST_FIRST(&uc->uc_spare_queue);
585                         KASSERT(uh != NULL, ("uc_spare_queue is empty"));
586                         LIST_REMOVE(uh, link);
587                 }
588                 uq->uq_spare_queue = uh;
589                 uq->uq_cur_queue = NULL;
590         }
591 }
592
593 /*
594  * Check if there are multiple waiters
595  */
596 static int
597 umtxq_count(struct umtx_key *key)
598 {
599         struct umtxq_chain *uc;
600         struct umtxq_queue *uh;
601
602         uc = umtxq_getchain(key);
603         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
604         uh = umtxq_queue_lookup(key, UMTX_SHARED_QUEUE);
605         if (uh != NULL)
606                 return (uh->length);
607         return (0);
608 }
609
610 /*
611  * Check if there are multiple PI waiters and returns first
612  * waiter.
613  */
614 static int
615 umtxq_count_pi(struct umtx_key *key, struct umtx_q **first)
616 {
617         struct umtxq_chain *uc;
618         struct umtxq_queue *uh;
619
620         *first = NULL;
621         uc = umtxq_getchain(key);
622         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
623         uh = umtxq_queue_lookup(key, UMTX_SHARED_QUEUE);
624         if (uh != NULL) {
625                 *first = TAILQ_FIRST(&uh->head);
626                 return (uh->length);
627         }
628         return (0);
629 }
630
631 static int
632 umtxq_check_susp(struct thread *td)
633 {
634         struct proc *p;
635         int error;
636
637         /*
638          * The check for TDF_NEEDSUSPCHK is racy, but it is enough to
639          * eventually break the lockstep loop.
640          */
641         if ((td->td_flags & TDF_NEEDSUSPCHK) == 0)
642                 return (0);
643         error = 0;
644         p = td->td_proc;
645         PROC_LOCK(p);
646         if (P_SHOULDSTOP(p) ||
647             ((p->p_flag & P_TRACED) && (td->td_dbgflags & TDB_SUSPEND))) {
648                 if (p->p_flag & P_SINGLE_EXIT)
649                         error = EINTR;
650                 else
651                         error = ERESTART;
652         }
653         PROC_UNLOCK(p);
654         return (error);
655 }
656
657 /*
658  * Wake up threads waiting on an userland object.
659  */
660
661 static int
662 umtxq_signal_queue(struct umtx_key *key, int n_wake, int q)
663 {
664         struct umtxq_chain *uc;
665         struct umtxq_queue *uh;
666         struct umtx_q *uq;
667         int ret;
668
669         ret = 0;
670         uc = umtxq_getchain(key);
671         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
672         uh = umtxq_queue_lookup(key, q);
673         if (uh != NULL) {
674                 while ((uq = TAILQ_FIRST(&uh->head)) != NULL) {
675                         umtxq_remove_queue(uq, q);
676                         wakeup(uq);
677                         if (++ret >= n_wake)
678                                 return (ret);
679                 }
680         }
681         return (ret);
682 }
683
684
685 /*
686  * Wake up specified thread.
687  */
688 static inline void
689 umtxq_signal_thread(struct umtx_q *uq)
690 {
691         struct umtxq_chain *uc;
692
693         uc = umtxq_getchain(&uq->uq_key);
694         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
695         umtxq_remove(uq);
696         wakeup(uq);
697 }
698
699 static inline int 
700 tstohz(const struct timespec *tsp)
701 {
702         struct timeval tv;
703
704         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&tv, tsp);
705         return tvtohz(&tv);
706 }
707
708 static void
709 abs_timeout_init(struct abs_timeout *timo, int clockid, int absolute,
710         const struct timespec *timeout)
711 {
712
713         timo->clockid = clockid;
714         if (!absolute) {
715                 kern_clock_gettime(curthread, clockid, &timo->end);
716                 timo->cur = timo->end;
717                 timespecadd(&timo->end, timeout);
718         } else {
719                 timo->end = *timeout;
720                 kern_clock_gettime(curthread, clockid, &timo->cur);
721         }
722 }
723
724 static void
725 abs_timeout_init2(struct abs_timeout *timo, const struct _umtx_time *umtxtime)
726 {
727
728         abs_timeout_init(timo, umtxtime->_clockid,
729                 (umtxtime->_flags & UMTX_ABSTIME) != 0,
730                 &umtxtime->_timeout);
731 }
732
733 static inline void
734 abs_timeout_update(struct abs_timeout *timo)
735 {
736         kern_clock_gettime(curthread, timo->clockid, &timo->cur);
737 }
738
739 static int
740 abs_timeout_gethz(struct abs_timeout *timo)
741 {
742         struct timespec tts;
743
744         if (timespeccmp(&timo->end, &timo->cur, <=))
745                 return (-1); 
746         tts = timo->end;
747         timespecsub(&tts, &timo->cur);
748         return (tstohz(&tts));
749 }
750
751 /*
752  * Put thread into sleep state, before sleeping, check if
753  * thread was removed from umtx queue.
754  */
755 static inline int
756 umtxq_sleep(struct umtx_q *uq, const char *wmesg, struct abs_timeout *abstime)
757 {
758         struct umtxq_chain *uc;
759         int error, timo;
760
761         uc = umtxq_getchain(&uq->uq_key);
762         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
763         for (;;) {
764                 if (!(uq->uq_flags & UQF_UMTXQ))
765                         return (0);
766                 if (abstime != NULL) {
767                         timo = abs_timeout_gethz(abstime);
768                         if (timo < 0)
769                                 return (ETIMEDOUT);
770                 } else
771                         timo = 0;
772                 error = msleep(uq, &uc->uc_lock, PCATCH | PDROP, wmesg, timo);
773                 if (error != EWOULDBLOCK) {
774                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
775                         break;
776                 }
777                 if (abstime != NULL)
778                         abs_timeout_update(abstime);
779                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
780         }
781         return (error);
782 }
783
784 /*
785  * Convert userspace address into unique logical address.
786  */
787 int
788 umtx_key_get(void *addr, int type, int share, struct umtx_key *key)
789 {
790         struct thread *td = curthread;
791         vm_map_t map;
792         vm_map_entry_t entry;
793         vm_pindex_t pindex;
794         vm_prot_t prot;
795         boolean_t wired;
796
797         key->type = type;
798         if (share == THREAD_SHARE) {
799                 key->shared = 0;
800                 key->info.private.vs = td->td_proc->p_vmspace;
801                 key->info.private.addr = (uintptr_t)addr;
802         } else {
803                 MPASS(share == PROCESS_SHARE || share == AUTO_SHARE);
804                 map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
805                 if (vm_map_lookup(&map, (vm_offset_t)addr, VM_PROT_WRITE,
806                     &entry, &key->info.shared.object, &pindex, &prot,
807                     &wired) != KERN_SUCCESS) {
808                         return EFAULT;
809                 }
810
811                 if ((share == PROCESS_SHARE) ||
812                     (share == AUTO_SHARE &&
813                      VM_INHERIT_SHARE == entry->inheritance)) {
814                         key->shared = 1;
815                         key->info.shared.offset = entry->offset + entry->start -
816                                 (vm_offset_t)addr;
817                         vm_object_reference(key->info.shared.object);
818                 } else {
819                         key->shared = 0;
820                         key->info.private.vs = td->td_proc->p_vmspace;
821                         key->info.private.addr = (uintptr_t)addr;
822                 }
823                 vm_map_lookup_done(map, entry);
824         }
825
826         umtxq_hash(key);
827         return (0);
828 }
829
830 /*
831  * Release key.
832  */
833 void
834 umtx_key_release(struct umtx_key *key)
835 {
836         if (key->shared)
837                 vm_object_deallocate(key->info.shared.object);
838 }
839
840 /*
841  * Lock a umtx object.
842  */
843 static int
844 do_lock_umtx(struct thread *td, struct umtx *umtx, u_long id,
845         const struct timespec *timeout)
846 {
847         struct abs_timeout timo;
848         struct umtx_q *uq;
849         u_long owner;
850         u_long old;
851         int error = 0;
852
853         uq = td->td_umtxq;
854         if (timeout != NULL)
855                 abs_timeout_init(&timo, CLOCK_REALTIME, 0, timeout);
856
857         /*
858          * Care must be exercised when dealing with umtx structure. It
859          * can fault on any access.
860          */
861         for (;;) {
862                 /*
863                  * Try the uncontested case.  This should be done in userland.
864                  */
865                 owner = casuword(&umtx->u_owner, UMTX_UNOWNED, id);
866
867                 /* The acquire succeeded. */
868                 if (owner == UMTX_UNOWNED)
869                         return (0);
870
871                 /* The address was invalid. */
872                 if (owner == -1)
873                         return (EFAULT);
874
875                 /* If no one owns it but it is contested try to acquire it. */
876                 if (owner == UMTX_CONTESTED) {
877                         owner = casuword(&umtx->u_owner,
878                             UMTX_CONTESTED, id | UMTX_CONTESTED);
879
880                         if (owner == UMTX_CONTESTED)
881                                 return (0);
882
883                         /* The address was invalid. */
884                         if (owner == -1)
885                                 return (EFAULT);
886
887                         error = umtxq_check_susp(td);
888                         if (error != 0)
889                                 break;
890
891                         /* If this failed the lock has changed, restart. */
892                         continue;
893                 }
894
895                 /*
896                  * If we caught a signal, we have retried and now
897                  * exit immediately.
898                  */
899                 if (error != 0)
900                         break;
901
902                 if ((error = umtx_key_get(umtx, TYPE_SIMPLE_LOCK,
903                         AUTO_SHARE, &uq->uq_key)) != 0)
904                         return (error);
905
906                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
907                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
908                 umtxq_insert(uq);
909                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
910                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
911
912                 /*
913                  * Set the contested bit so that a release in user space
914                  * knows to use the system call for unlock.  If this fails
915                  * either some one else has acquired the lock or it has been
916                  * released.
917                  */
918                 old = casuword(&umtx->u_owner, owner, owner | UMTX_CONTESTED);
919
920                 /* The address was invalid. */
921                 if (old == -1) {
922                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
923                         umtxq_remove(uq);
924                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
925                         umtx_key_release(&uq->uq_key);
926                         return (EFAULT);
927                 }
928
929                 /*
930                  * We set the contested bit, sleep. Otherwise the lock changed
931                  * and we need to retry or we lost a race to the thread
932                  * unlocking the umtx.
933                  */
934                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
935                 if (old == owner)
936                         error = umtxq_sleep(uq, "umtx", timeout == NULL ? NULL :
937                             &timo);
938                 umtxq_remove(uq);
939                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
940                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
941
942                 if (error == 0)
943                         error = umtxq_check_susp(td);
944         }
945
946         if (timeout == NULL) {
947                 /* Mutex locking is restarted if it is interrupted. */
948                 if (error == EINTR)
949                         error = ERESTART;
950         } else {
951                 /* Timed-locking is not restarted. */
952                 if (error == ERESTART)
953                         error = EINTR;
954         }
955         return (error);
956 }
957
958 /*
959  * Unlock a umtx object.
960  */
961 static int
962 do_unlock_umtx(struct thread *td, struct umtx *umtx, u_long id)
963 {
964         struct umtx_key key;
965         u_long owner;
966         u_long old;
967         int error;
968         int count;
969
970         /*
971          * Make sure we own this mtx.
972          */
973         owner = fuword(__DEVOLATILE(u_long *, &umtx->u_owner));
974         if (owner == -1)
975                 return (EFAULT);
976
977         if ((owner & ~UMTX_CONTESTED) != id)
978                 return (EPERM);
979
980         /* This should be done in userland */
981         if ((owner & UMTX_CONTESTED) == 0) {
982                 old = casuword(&umtx->u_owner, owner, UMTX_UNOWNED);
983                 if (old == -1)
984                         return (EFAULT);
985                 if (old == owner)
986                         return (0);
987                 owner = old;
988         }
989
990         /* We should only ever be in here for contested locks */
991         if ((error = umtx_key_get(umtx, TYPE_SIMPLE_LOCK, AUTO_SHARE,
992                 &key)) != 0)
993                 return (error);
994
995         umtxq_lock(&key);
996         umtxq_busy(&key);
997         count = umtxq_count(&key);
998         umtxq_unlock(&key);
999
1000         /*
1001          * When unlocking the umtx, it must be marked as unowned if
1002          * there is zero or one thread only waiting for it.
1003          * Otherwise, it must be marked as contested.
1004          */
1005         old = casuword(&umtx->u_owner, owner,
1006                 count <= 1 ? UMTX_UNOWNED : UMTX_CONTESTED);
1007         umtxq_lock(&key);
1008         umtxq_signal(&key,1);
1009         umtxq_unbusy(&key);
1010         umtxq_unlock(&key);
1011         umtx_key_release(&key);
1012         if (old == -1)
1013                 return (EFAULT);
1014         if (old != owner)
1015                 return (EINVAL);
1016         return (0);
1017 }
1018
1019 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1020
1021 /*
1022  * Lock a umtx object.
1023  */
1024 static int
1025 do_lock_umtx32(struct thread *td, uint32_t *m, uint32_t id,
1026         const struct timespec *timeout)
1027 {
1028         struct abs_timeout timo;
1029         struct umtx_q *uq;
1030         uint32_t owner;
1031         uint32_t old;
1032         int error = 0;
1033
1034         uq = td->td_umtxq;
1035
1036         if (timeout != NULL)
1037                 abs_timeout_init(&timo, CLOCK_REALTIME, 0, timeout);
1038
1039         /*
1040          * Care must be exercised when dealing with umtx structure. It
1041          * can fault on any access.
1042          */
1043         for (;;) {
1044                 /*
1045                  * Try the uncontested case.  This should be done in userland.
1046                  */
1047                 owner = casuword32(m, UMUTEX_UNOWNED, id);
1048
1049                 /* The acquire succeeded. */
1050                 if (owner == UMUTEX_UNOWNED)
1051                         return (0);
1052
1053                 /* The address was invalid. */
1054                 if (owner == -1)
1055                         return (EFAULT);
1056
1057                 /* If no one owns it but it is contested try to acquire it. */
1058                 if (owner == UMUTEX_CONTESTED) {
1059                         owner = casuword32(m,
1060                             UMUTEX_CONTESTED, id | UMUTEX_CONTESTED);
1061                         if (owner == UMUTEX_CONTESTED)
1062                                 return (0);
1063
1064                         /* The address was invalid. */
1065                         if (owner == -1)
1066                                 return (EFAULT);
1067
1068                         error = umtxq_check_susp(td);
1069                         if (error != 0)
1070                                 break;
1071
1072                         /* If this failed the lock has changed, restart. */
1073                         continue;
1074                 }
1075
1076                 /*
1077                  * If we caught a signal, we have retried and now
1078                  * exit immediately.
1079                  */
1080                 if (error != 0)
1081                         return (error);
1082
1083                 if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_SIMPLE_LOCK,
1084                         AUTO_SHARE, &uq->uq_key)) != 0)
1085                         return (error);
1086
1087                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1088                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
1089                 umtxq_insert(uq);
1090                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1091                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1092
1093                 /*
1094                  * Set the contested bit so that a release in user space
1095                  * knows to use the system call for unlock.  If this fails
1096                  * either some one else has acquired the lock or it has been
1097                  * released.
1098                  */
1099                 old = casuword32(m, owner, owner | UMUTEX_CONTESTED);
1100
1101                 /* The address was invalid. */
1102                 if (old == -1) {
1103                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1104                         umtxq_remove(uq);
1105                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1106                         umtx_key_release(&uq->uq_key);
1107                         return (EFAULT);
1108                 }
1109
1110                 /*
1111                  * We set the contested bit, sleep. Otherwise the lock changed
1112                  * and we need to retry or we lost a race to the thread
1113                  * unlocking the umtx.
1114                  */
1115                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1116                 if (old == owner)
1117                         error = umtxq_sleep(uq, "umtx", timeout == NULL ?
1118                             NULL : &timo);
1119                 umtxq_remove(uq);
1120                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1121                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
1122
1123                 if (error == 0)
1124                         error = umtxq_check_susp(td);
1125         }
1126
1127         if (timeout == NULL) {
1128                 /* Mutex locking is restarted if it is interrupted. */
1129                 if (error == EINTR)
1130                         error = ERESTART;
1131         } else {
1132                 /* Timed-locking is not restarted. */
1133                 if (error == ERESTART)
1134                         error = EINTR;
1135         }
1136         return (error);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Unlock a umtx object.
1141  */
1142 static int
1143 do_unlock_umtx32(struct thread *td, uint32_t *m, uint32_t id)
1144 {
1145         struct umtx_key key;
1146         uint32_t owner;
1147         uint32_t old;
1148         int error;
1149         int count;
1150
1151         /*
1152          * Make sure we own this mtx.
1153          */
1154         owner = fuword32(m);
1155         if (owner == -1)
1156                 return (EFAULT);
1157
1158         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != id)
1159                 return (EPERM);
1160
1161         /* This should be done in userland */
1162         if ((owner & UMUTEX_CONTESTED) == 0) {
1163                 old = casuword32(m, owner, UMUTEX_UNOWNED);
1164                 if (old == -1)
1165                         return (EFAULT);
1166                 if (old == owner)
1167                         return (0);
1168                 owner = old;
1169         }
1170
1171         /* We should only ever be in here for contested locks */
1172         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_SIMPLE_LOCK, AUTO_SHARE,
1173                 &key)) != 0)
1174                 return (error);
1175
1176         umtxq_lock(&key);
1177         umtxq_busy(&key);
1178         count = umtxq_count(&key);
1179         umtxq_unlock(&key);
1180
1181         /*
1182          * When unlocking the umtx, it must be marked as unowned if
1183          * there is zero or one thread only waiting for it.
1184          * Otherwise, it must be marked as contested.
1185          */
1186         old = casuword32(m, owner,
1187                 count <= 1 ? UMUTEX_UNOWNED : UMUTEX_CONTESTED);
1188         umtxq_lock(&key);
1189         umtxq_signal(&key,1);
1190         umtxq_unbusy(&key);
1191         umtxq_unlock(&key);
1192         umtx_key_release(&key);
1193         if (old == -1)
1194                 return (EFAULT);
1195         if (old != owner)
1196                 return (EINVAL);
1197         return (0);
1198 }
1199 #endif
1200
1201 /*
1202  * Fetch and compare value, sleep on the address if value is not changed.
1203  */
1204 static int
1205 do_wait(struct thread *td, void *addr, u_long id,
1206         struct _umtx_time *timeout, int compat32, int is_private)
1207 {
1208         struct abs_timeout timo;
1209         struct umtx_q *uq;
1210         u_long tmp;
1211         int error = 0;
1212
1213         uq = td->td_umtxq;
1214         if ((error = umtx_key_get(addr, TYPE_SIMPLE_WAIT,
1215                 is_private ? THREAD_SHARE : AUTO_SHARE, &uq->uq_key)) != 0)
1216                 return (error);
1217
1218         if (timeout != NULL)
1219                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
1220
1221         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1222         umtxq_insert(uq);
1223         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1224         if (compat32 == 0)
1225                 tmp = fuword(addr);
1226         else
1227                 tmp = (unsigned int)fuword32(addr);
1228         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1229         if (tmp == id)
1230                 error = umtxq_sleep(uq, "uwait", timeout == NULL ?
1231                     NULL : &timo);
1232         if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0)
1233                 error = 0;
1234         else
1235                 umtxq_remove(uq);
1236         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1237         umtx_key_release(&uq->uq_key);
1238         if (error == ERESTART)
1239                 error = EINTR;
1240         return (error);
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Wake up threads sleeping on the specified address.
1245  */
1246 int
1247 kern_umtx_wake(struct thread *td, void *uaddr, int n_wake, int is_private)
1248 {
1249         struct umtx_key key;
1250         int ret;
1251         
1252         if ((ret = umtx_key_get(uaddr, TYPE_SIMPLE_WAIT,
1253                 is_private ? THREAD_SHARE : AUTO_SHARE, &key)) != 0)
1254                 return (ret);
1255         umtxq_lock(&key);
1256         ret = umtxq_signal(&key, n_wake);
1257         umtxq_unlock(&key);
1258         umtx_key_release(&key);
1259         return (0);
1260 }
1261
1262 /*
1263  * Lock PTHREAD_PRIO_NONE protocol POSIX mutex.
1264  */
1265 static int
1266 do_lock_normal(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags,
1267         struct _umtx_time *timeout, int mode)
1268 {
1269         struct abs_timeout timo;
1270         struct umtx_q *uq;
1271         uint32_t owner, old, id;
1272         int error = 0;
1273
1274         id = td->td_tid;
1275         uq = td->td_umtxq;
1276
1277         if (timeout != NULL)
1278                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
1279
1280         /*
1281          * Care must be exercised when dealing with umtx structure. It
1282          * can fault on any access.
1283          */
1284         for (;;) {
1285                 owner = fuword32(__DEVOLATILE(void *, &m->m_owner));
1286                 if (mode == _UMUTEX_WAIT) {
1287                         if (owner == UMUTEX_UNOWNED || owner == UMUTEX_CONTESTED)
1288                                 return (0);
1289                 } else {
1290                         /*
1291                          * Try the uncontested case.  This should be done in userland.
1292                          */
1293                         owner = casuword32(&m->m_owner, UMUTEX_UNOWNED, id);
1294
1295                         /* The acquire succeeded. */
1296                         if (owner == UMUTEX_UNOWNED)
1297                                 return (0);
1298
1299                         /* The address was invalid. */
1300                         if (owner == -1)
1301                                 return (EFAULT);
1302
1303                         /* If no one owns it but it is contested try to acquire it. */
1304                         if (owner == UMUTEX_CONTESTED) {
1305                                 owner = casuword32(&m->m_owner,
1306                                     UMUTEX_CONTESTED, id | UMUTEX_CONTESTED);
1307
1308                                 if (owner == UMUTEX_CONTESTED)
1309                                         return (0);
1310
1311                                 /* The address was invalid. */
1312                                 if (owner == -1)
1313                                         return (EFAULT);
1314
1315                                 error = umtxq_check_susp(td);
1316                                 if (error != 0)
1317                                         return (error);
1318
1319                                 /* If this failed the lock has changed, restart. */
1320                                 continue;
1321                         }
1322                 }
1323
1324                 if ((flags & UMUTEX_ERROR_CHECK) != 0 &&
1325                     (owner & ~UMUTEX_CONTESTED) == id)
1326                         return (EDEADLK);
1327
1328                 if (mode == _UMUTEX_TRY)
1329                         return (EBUSY);
1330
1331                 /*
1332                  * If we caught a signal, we have retried and now
1333                  * exit immediately.
1334                  */
1335                 if (error != 0)
1336                         return (error);
1337
1338                 if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_NORMAL_UMUTEX,
1339                     GET_SHARE(flags), &uq->uq_key)) != 0)
1340                         return (error);
1341
1342                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1343                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
1344                 umtxq_insert(uq);
1345                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1346
1347                 /*
1348                  * Set the contested bit so that a release in user space
1349                  * knows to use the system call for unlock.  If this fails
1350                  * either some one else has acquired the lock or it has been
1351                  * released.
1352                  */
1353                 old = casuword32(&m->m_owner, owner, owner | UMUTEX_CONTESTED);
1354
1355                 /* The address was invalid. */
1356                 if (old == -1) {
1357                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1358                         umtxq_remove(uq);
1359                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1360                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1361                         umtx_key_release(&uq->uq_key);
1362                         return (EFAULT);
1363                 }
1364
1365                 /*
1366                  * We set the contested bit, sleep. Otherwise the lock changed
1367                  * and we need to retry or we lost a race to the thread
1368                  * unlocking the umtx.
1369                  */
1370                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
1371                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1372                 if (old == owner)
1373                         error = umtxq_sleep(uq, "umtxn", timeout == NULL ?
1374                             NULL : &timo);
1375                 umtxq_remove(uq);
1376                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1377                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
1378
1379                 if (error == 0)
1380                         error = umtxq_check_susp(td);
1381         }
1382
1383         return (0);
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Unlock PTHREAD_PRIO_NONE protocol POSIX mutex.
1388  */
1389 static int
1390 do_unlock_normal(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags)
1391 {
1392         struct umtx_key key;
1393         uint32_t owner, old, id;
1394         int error;
1395         int count;
1396
1397         id = td->td_tid;
1398         /*
1399          * Make sure we own this mtx.
1400          */
1401         owner = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner));
1402         if (owner == -1)
1403                 return (EFAULT);
1404
1405         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != id)
1406                 return (EPERM);
1407
1408         if ((owner & UMUTEX_CONTESTED) == 0) {
1409                 old = casuword32(&m->m_owner, owner, UMUTEX_UNOWNED);
1410                 if (old == -1)
1411                         return (EFAULT);
1412                 if (old == owner)
1413                         return (0);
1414                 owner = old;
1415         }
1416
1417         /* We should only ever be in here for contested locks */
1418         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_NORMAL_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
1419             &key)) != 0)
1420                 return (error);
1421
1422         umtxq_lock(&key);
1423         umtxq_busy(&key);
1424         count = umtxq_count(&key);
1425         umtxq_unlock(&key);
1426
1427         /*
1428          * When unlocking the umtx, it must be marked as unowned if
1429          * there is zero or one thread only waiting for it.
1430          * Otherwise, it must be marked as contested.
1431          */
1432         old = casuword32(&m->m_owner, owner,
1433                 count <= 1 ? UMUTEX_UNOWNED : UMUTEX_CONTESTED);
1434         umtxq_lock(&key);
1435         umtxq_signal(&key,1);
1436         umtxq_unbusy(&key);
1437         umtxq_unlock(&key);
1438         umtx_key_release(&key);
1439         if (old == -1)
1440                 return (EFAULT);
1441         if (old != owner)
1442                 return (EINVAL);
1443         return (0);
1444 }
1445
1446 /*
1447  * Check if the mutex is available and wake up a waiter,
1448  * only for simple mutex.
1449  */
1450 static int
1451 do_wake_umutex(struct thread *td, struct umutex *m)
1452 {
1453         struct umtx_key key;
1454         uint32_t owner;
1455         uint32_t flags;
1456         int error;
1457         int count;
1458
1459         owner = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner));
1460         if (owner == -1)
1461                 return (EFAULT);
1462
1463         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != 0)
1464                 return (0);
1465
1466         flags = fuword32(&m->m_flags);
1467
1468         /* We should only ever be in here for contested locks */
1469         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_NORMAL_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
1470             &key)) != 0)
1471                 return (error);
1472
1473         umtxq_lock(&key);
1474         umtxq_busy(&key);
1475         count = umtxq_count(&key);
1476         umtxq_unlock(&key);
1477
1478         if (count <= 1)
1479                 owner = casuword32(&m->m_owner, UMUTEX_CONTESTED, UMUTEX_UNOWNED);
1480
1481         umtxq_lock(&key);
1482         if (count != 0 && (owner & ~UMUTEX_CONTESTED) == 0)
1483                 umtxq_signal(&key, 1);
1484         umtxq_unbusy(&key);
1485         umtxq_unlock(&key);
1486         umtx_key_release(&key);
1487         return (0);
1488 }
1489
1490 /*
1491  * Check if the mutex has waiters and tries to fix contention bit.
1492  */
1493 static int
1494 do_wake2_umutex(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags)
1495 {
1496         struct umtx_key key;
1497         uint32_t owner, old;
1498         int type;
1499         int error;
1500         int count;
1501
1502         switch(flags & (UMUTEX_PRIO_INHERIT | UMUTEX_PRIO_PROTECT)) {
1503         case 0:
1504                 type = TYPE_NORMAL_UMUTEX;
1505                 break;
1506         case UMUTEX_PRIO_INHERIT:
1507                 type = TYPE_PI_UMUTEX;
1508                 break;
1509         case UMUTEX_PRIO_PROTECT:
1510                 type = TYPE_PP_UMUTEX;
1511                 break;
1512         default:
1513                 return (EINVAL);
1514         }
1515         if ((error = umtx_key_get(m, type, GET_SHARE(flags),
1516             &key)) != 0)
1517                 return (error);
1518
1519         owner = 0;
1520         umtxq_lock(&key);
1521         umtxq_busy(&key);
1522         count = umtxq_count(&key);
1523         umtxq_unlock(&key);
1524         /*
1525          * Only repair contention bit if there is a waiter, this means the mutex
1526          * is still being referenced by userland code, otherwise don't update
1527          * any memory.
1528          */
1529         if (count > 1) {
1530                 owner = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner));
1531                 while ((owner & UMUTEX_CONTESTED) ==0) {
1532                         old = casuword32(&m->m_owner, owner,
1533                             owner|UMUTEX_CONTESTED);
1534                         if (old == owner)
1535                                 break;
1536                         owner = old;
1537                         if (old == -1)
1538                                 break;
1539                         error = umtxq_check_susp(td);
1540                         if (error != 0)
1541                                 break;
1542                 }
1543         } else if (count == 1) {
1544                 owner = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner));
1545                 while ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != 0 &&
1546                        (owner & UMUTEX_CONTESTED) == 0) {
1547                         old = casuword32(&m->m_owner, owner,
1548                             owner|UMUTEX_CONTESTED);
1549                         if (old == owner)
1550                                 break;
1551                         owner = old;
1552                         if (old == -1)
1553                                 break;
1554                         error = umtxq_check_susp(td);
1555                         if (error != 0)
1556                                 break;
1557                 }
1558         }
1559         umtxq_lock(&key);
1560         if (owner == -1) {
1561                 error = EFAULT;
1562                 umtxq_signal(&key, INT_MAX);
1563         }
1564         else if (count != 0 && (owner & ~UMUTEX_CONTESTED) == 0)
1565                 umtxq_signal(&key, 1);
1566         umtxq_unbusy(&key);
1567         umtxq_unlock(&key);
1568         umtx_key_release(&key);
1569         return (error);
1570 }
1571
1572 static inline struct umtx_pi *
1573 umtx_pi_alloc(int flags)
1574 {
1575         struct umtx_pi *pi;
1576
1577         pi = uma_zalloc(umtx_pi_zone, M_ZERO | flags);
1578         TAILQ_INIT(&pi->pi_blocked);
1579         atomic_add_int(&umtx_pi_allocated, 1);
1580         return (pi);
1581 }
1582
1583 static inline void
1584 umtx_pi_free(struct umtx_pi *pi)
1585 {
1586         uma_zfree(umtx_pi_zone, pi);
1587         atomic_add_int(&umtx_pi_allocated, -1);
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Adjust the thread's position on a pi_state after its priority has been
1592  * changed.
1593  */
1594 static int
1595 umtx_pi_adjust_thread(struct umtx_pi *pi, struct thread *td)
1596 {
1597         struct umtx_q *uq, *uq1, *uq2;
1598         struct thread *td1;
1599
1600         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1601         if (pi == NULL)
1602                 return (0);
1603
1604         uq = td->td_umtxq;
1605
1606         /*
1607          * Check if the thread needs to be moved on the blocked chain.
1608          * It needs to be moved if either its priority is lower than
1609          * the previous thread or higher than the next thread.
1610          */
1611         uq1 = TAILQ_PREV(uq, umtxq_head, uq_lockq);
1612         uq2 = TAILQ_NEXT(uq, uq_lockq);
1613         if ((uq1 != NULL && UPRI(td) < UPRI(uq1->uq_thread)) ||
1614             (uq2 != NULL && UPRI(td) > UPRI(uq2->uq_thread))) {
1615                 /*
1616                  * Remove thread from blocked chain and determine where
1617                  * it should be moved to.
1618                  */
1619                 TAILQ_REMOVE(&pi->pi_blocked, uq, uq_lockq);
1620                 TAILQ_FOREACH(uq1, &pi->pi_blocked, uq_lockq) {
1621                         td1 = uq1->uq_thread;
1622                         MPASS(td1->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
1623                         if (UPRI(td1) > UPRI(td))
1624                                 break;
1625                 }
1626
1627                 if (uq1 == NULL)
1628                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pi->pi_blocked, uq, uq_lockq);
1629                 else
1630                         TAILQ_INSERT_BEFORE(uq1, uq, uq_lockq);
1631         }
1632         return (1);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Propagate priority when a thread is blocked on POSIX
1637  * PI mutex.
1638  */ 
1639 static void
1640 umtx_propagate_priority(struct thread *td)
1641 {
1642         struct umtx_q *uq;
1643         struct umtx_pi *pi;
1644         int pri;
1645
1646         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1647         pri = UPRI(td);
1648         uq = td->td_umtxq;
1649         pi = uq->uq_pi_blocked;
1650         if (pi == NULL)
1651                 return;
1652
1653         for (;;) {
1654                 td = pi->pi_owner;
1655                 if (td == NULL || td == curthread)
1656                         return;
1657
1658                 MPASS(td->td_proc != NULL);
1659                 MPASS(td->td_proc->p_magic == P_MAGIC);
1660
1661                 thread_lock(td);
1662                 if (td->td_lend_user_pri > pri)
1663                         sched_lend_user_prio(td, pri);
1664                 else {
1665                         thread_unlock(td);
1666                         break;
1667                 }
1668                 thread_unlock(td);
1669
1670                 /*
1671                  * Pick up the lock that td is blocked on.
1672                  */
1673                 uq = td->td_umtxq;
1674                 pi = uq->uq_pi_blocked;
1675                 if (pi == NULL)
1676                         break;
1677                 /* Resort td on the list if needed. */
1678                 umtx_pi_adjust_thread(pi, td);
1679         }
1680 }
1681
1682 /*
1683  * Unpropagate priority for a PI mutex when a thread blocked on
1684  * it is interrupted by signal or resumed by others.
1685  */
1686 static void
1687 umtx_repropagate_priority(struct umtx_pi *pi)
1688 {
1689         struct umtx_q *uq, *uq_owner;
1690         struct umtx_pi *pi2;
1691         int pri;
1692
1693         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1694
1695         while (pi != NULL && pi->pi_owner != NULL) {
1696                 pri = PRI_MAX;
1697                 uq_owner = pi->pi_owner->td_umtxq;
1698
1699                 TAILQ_FOREACH(pi2, &uq_owner->uq_pi_contested, pi_link) {
1700                         uq = TAILQ_FIRST(&pi2->pi_blocked);
1701                         if (uq != NULL) {
1702                                 if (pri > UPRI(uq->uq_thread))
1703                                         pri = UPRI(uq->uq_thread);
1704                         }
1705                 }
1706
1707                 if (pri > uq_owner->uq_inherited_pri)
1708                         pri = uq_owner->uq_inherited_pri;
1709                 thread_lock(pi->pi_owner);
1710                 sched_lend_user_prio(pi->pi_owner, pri);
1711                 thread_unlock(pi->pi_owner);
1712                 if ((pi = uq_owner->uq_pi_blocked) != NULL)
1713                         umtx_pi_adjust_thread(pi, uq_owner->uq_thread);
1714         }
1715 }
1716
1717 /*
1718  * Insert a PI mutex into owned list.
1719  */
1720 static void
1721 umtx_pi_setowner(struct umtx_pi *pi, struct thread *owner)
1722 {
1723         struct umtx_q *uq_owner;
1724
1725         uq_owner = owner->td_umtxq;
1726         mtx_assert(&umtx_lock, MA_OWNED);
1727         if (pi->pi_owner != NULL)
1728                 panic("pi_ower != NULL");
1729         pi->pi_owner = owner;
1730         TAILQ_INSERT_TAIL(&uq_owner->uq_pi_contested, pi, pi_link);
1731 }
1732
1733 /*
1734  * Claim ownership of a PI mutex.
1735  */
1736 static int
1737 umtx_pi_claim(struct umtx_pi *pi, struct thread *owner)
1738 {
1739         struct umtx_q *uq, *uq_owner;
1740
1741         uq_owner = owner->td_umtxq;
1742         mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1743         if (pi->pi_owner == owner) {
1744                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1745                 return (0);
1746         }
1747
1748         if (pi->pi_owner != NULL) {
1749                 /*
1750                  * userland may have already messed the mutex, sigh.
1751                  */
1752                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1753                 return (EPERM);
1754         }
1755         umtx_pi_setowner(pi, owner);
1756         uq = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
1757         if (uq != NULL) {
1758                 int pri;
1759
1760                 pri = UPRI(uq->uq_thread);
1761                 thread_lock(owner);
1762                 if (pri < UPRI(owner))
1763                         sched_lend_user_prio(owner, pri);
1764                 thread_unlock(owner);
1765         }
1766         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1767         return (0);
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Adjust a thread's order position in its blocked PI mutex,
1772  * this may result new priority propagating process.
1773  */
1774 void
1775 umtx_pi_adjust(struct thread *td, u_char oldpri)
1776 {
1777         struct umtx_q *uq;
1778         struct umtx_pi *pi;
1779
1780         uq = td->td_umtxq;
1781         mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1782         /*
1783          * Pick up the lock that td is blocked on.
1784          */
1785         pi = uq->uq_pi_blocked;
1786         if (pi != NULL) {
1787                 umtx_pi_adjust_thread(pi, td);
1788                 umtx_repropagate_priority(pi);
1789         }
1790         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1791 }
1792
1793 /*
1794  * Sleep on a PI mutex.
1795  */
1796 static int
1797 umtxq_sleep_pi(struct umtx_q *uq, struct umtx_pi *pi,
1798         uint32_t owner, const char *wmesg, struct abs_timeout *timo)
1799 {
1800         struct umtxq_chain *uc;
1801         struct thread *td, *td1;
1802         struct umtx_q *uq1;
1803         int pri;
1804         int error = 0;
1805
1806         td = uq->uq_thread;
1807         KASSERT(td == curthread, ("inconsistent uq_thread"));
1808         uc = umtxq_getchain(&uq->uq_key);
1809         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
1810         UMTXQ_BUSY_ASSERT(uc);
1811         umtxq_insert(uq);
1812         mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1813         if (pi->pi_owner == NULL) {
1814                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1815                 /* XXX Only look up thread in current process. */
1816                 td1 = tdfind(owner, curproc->p_pid);
1817                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1818                 if (td1 != NULL) {
1819                         if (pi->pi_owner == NULL)
1820                                 umtx_pi_setowner(pi, td1);
1821                         PROC_UNLOCK(td1->td_proc);
1822                 }
1823         }
1824
1825         TAILQ_FOREACH(uq1, &pi->pi_blocked, uq_lockq) {
1826                 pri = UPRI(uq1->uq_thread);
1827                 if (pri > UPRI(td))
1828                         break;
1829         }
1830
1831         if (uq1 != NULL)
1832                 TAILQ_INSERT_BEFORE(uq1, uq, uq_lockq);
1833         else
1834                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pi->pi_blocked, uq, uq_lockq);
1835
1836         uq->uq_pi_blocked = pi;
1837         thread_lock(td);
1838         td->td_flags |= TDF_UPIBLOCKED;
1839         thread_unlock(td);
1840         umtx_propagate_priority(td);
1841         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1842         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
1843
1844         error = umtxq_sleep(uq, wmesg, timo);
1845         umtxq_remove(uq);
1846
1847         mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1848         uq->uq_pi_blocked = NULL;
1849         thread_lock(td);
1850         td->td_flags &= ~TDF_UPIBLOCKED;
1851         thread_unlock(td);
1852         TAILQ_REMOVE(&pi->pi_blocked, uq, uq_lockq);
1853         umtx_repropagate_priority(pi);
1854         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1855         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1856
1857         return (error);
1858 }
1859
1860 /*
1861  * Add reference count for a PI mutex.
1862  */
1863 static void
1864 umtx_pi_ref(struct umtx_pi *pi)
1865 {
1866         struct umtxq_chain *uc;
1867
1868         uc = umtxq_getchain(&pi->pi_key);
1869         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
1870         pi->pi_refcount++;
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Decrease reference count for a PI mutex, if the counter
1875  * is decreased to zero, its memory space is freed.
1876  */ 
1877 static void
1878 umtx_pi_unref(struct umtx_pi *pi)
1879 {
1880         struct umtxq_chain *uc;
1881
1882         uc = umtxq_getchain(&pi->pi_key);
1883         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
1884         KASSERT(pi->pi_refcount > 0, ("invalid reference count"));
1885         if (--pi->pi_refcount == 0) {
1886                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
1887                 if (pi->pi_owner != NULL) {
1888                         TAILQ_REMOVE(&pi->pi_owner->td_umtxq->uq_pi_contested,
1889                                 pi, pi_link);
1890                         pi->pi_owner = NULL;
1891                 }
1892                 KASSERT(TAILQ_EMPTY(&pi->pi_blocked),
1893                         ("blocked queue not empty"));
1894                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
1895                 TAILQ_REMOVE(&uc->uc_pi_list, pi, pi_hashlink);
1896                 umtx_pi_free(pi);
1897         }
1898 }
1899
1900 /*
1901  * Find a PI mutex in hash table.
1902  */
1903 static struct umtx_pi *
1904 umtx_pi_lookup(struct umtx_key *key)
1905 {
1906         struct umtxq_chain *uc;
1907         struct umtx_pi *pi;
1908
1909         uc = umtxq_getchain(key);
1910         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
1911
1912         TAILQ_FOREACH(pi, &uc->uc_pi_list, pi_hashlink) {
1913                 if (umtx_key_match(&pi->pi_key, key)) {
1914                         return (pi);
1915                 }
1916         }
1917         return (NULL);
1918 }
1919
1920 /*
1921  * Insert a PI mutex into hash table.
1922  */
1923 static inline void
1924 umtx_pi_insert(struct umtx_pi *pi)
1925 {
1926         struct umtxq_chain *uc;
1927
1928         uc = umtxq_getchain(&pi->pi_key);
1929         UMTXQ_LOCKED_ASSERT(uc);
1930         TAILQ_INSERT_TAIL(&uc->uc_pi_list, pi, pi_hashlink);
1931 }
1932
1933 /*
1934  * Lock a PI mutex.
1935  */
1936 static int
1937 do_lock_pi(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags,
1938     struct _umtx_time *timeout, int try)
1939 {
1940         struct abs_timeout timo;
1941         struct umtx_q *uq;
1942         struct umtx_pi *pi, *new_pi;
1943         uint32_t id, owner, old;
1944         int error;
1945
1946         id = td->td_tid;
1947         uq = td->td_umtxq;
1948
1949         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_PI_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
1950             &uq->uq_key)) != 0)
1951                 return (error);
1952
1953         if (timeout != NULL)
1954                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
1955
1956         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1957         pi = umtx_pi_lookup(&uq->uq_key);
1958         if (pi == NULL) {
1959                 new_pi = umtx_pi_alloc(M_NOWAIT);
1960                 if (new_pi == NULL) {
1961                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1962                         new_pi = umtx_pi_alloc(M_WAITOK);
1963                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
1964                         pi = umtx_pi_lookup(&uq->uq_key);
1965                         if (pi != NULL) {
1966                                 umtx_pi_free(new_pi);
1967                                 new_pi = NULL;
1968                         }
1969                 }
1970                 if (new_pi != NULL) {
1971                         new_pi->pi_key = uq->uq_key;
1972                         umtx_pi_insert(new_pi);
1973                         pi = new_pi;
1974                 }
1975         }
1976         umtx_pi_ref(pi);
1977         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
1978
1979         /*
1980          * Care must be exercised when dealing with umtx structure.  It
1981          * can fault on any access.
1982          */
1983         for (;;) {
1984                 /*
1985                  * Try the uncontested case.  This should be done in userland.
1986                  */
1987                 owner = casuword32(&m->m_owner, UMUTEX_UNOWNED, id);
1988
1989                 /* The acquire succeeded. */
1990                 if (owner == UMUTEX_UNOWNED) {
1991                         error = 0;
1992                         break;
1993                 }
1994
1995                 /* The address was invalid. */
1996                 if (owner == -1) {
1997                         error = EFAULT;
1998                         break;
1999                 }
2000
2001                 /* If no one owns it but it is contested try to acquire it. */
2002                 if (owner == UMUTEX_CONTESTED) {
2003                         owner = casuword32(&m->m_owner,
2004                             UMUTEX_CONTESTED, id | UMUTEX_CONTESTED);
2005
2006                         if (owner == UMUTEX_CONTESTED) {
2007                                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2008                                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2009                                 error = umtx_pi_claim(pi, td);
2010                                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2011                                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2012                                 break;
2013                         }
2014
2015                         /* The address was invalid. */
2016                         if (owner == -1) {
2017                                 error = EFAULT;
2018                                 break;
2019                         }
2020
2021                         error = umtxq_check_susp(td);
2022                         if (error != 0)
2023                                 break;
2024
2025                         /* If this failed the lock has changed, restart. */
2026                         continue;
2027                 }
2028
2029                 if ((flags & UMUTEX_ERROR_CHECK) != 0 &&
2030                     (owner & ~UMUTEX_CONTESTED) == id) {
2031                         error = EDEADLK;
2032                         break;
2033                 }
2034
2035                 if (try != 0) {
2036                         error = EBUSY;
2037                         break;
2038                 }
2039
2040                 /*
2041                  * If we caught a signal, we have retried and now
2042                  * exit immediately.
2043                  */
2044                 if (error != 0)
2045                         break;
2046                         
2047                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2048                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2049                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2050
2051                 /*
2052                  * Set the contested bit so that a release in user space
2053                  * knows to use the system call for unlock.  If this fails
2054                  * either some one else has acquired the lock or it has been
2055                  * released.
2056                  */
2057                 old = casuword32(&m->m_owner, owner, owner | UMUTEX_CONTESTED);
2058
2059                 /* The address was invalid. */
2060                 if (old == -1) {
2061                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2062                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2063                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2064                         error = EFAULT;
2065                         break;
2066                 }
2067
2068                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2069                 /*
2070                  * We set the contested bit, sleep. Otherwise the lock changed
2071                  * and we need to retry or we lost a race to the thread
2072                  * unlocking the umtx.
2073                  */
2074                 if (old == owner)
2075                         error = umtxq_sleep_pi(uq, pi, owner & ~UMUTEX_CONTESTED,
2076                             "umtxpi", timeout == NULL ? NULL : &timo);
2077                 else {
2078                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2079                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2080                 }
2081
2082                 error = umtxq_check_susp(td);
2083                 if (error != 0)
2084                         break;
2085         }
2086
2087         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2088         umtx_pi_unref(pi);
2089         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2090
2091         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2092         return (error);
2093 }
2094
2095 /*
2096  * Unlock a PI mutex.
2097  */
2098 static int
2099 do_unlock_pi(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags)
2100 {
2101         struct umtx_key key;
2102         struct umtx_q *uq_first, *uq_first2, *uq_me;
2103         struct umtx_pi *pi, *pi2;
2104         uint32_t owner, old, id;
2105         int error;
2106         int count;
2107         int pri;
2108
2109         id = td->td_tid;
2110         /*
2111          * Make sure we own this mtx.
2112          */
2113         owner = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner));
2114         if (owner == -1)
2115                 return (EFAULT);
2116
2117         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != id)
2118                 return (EPERM);
2119
2120         /* This should be done in userland */
2121         if ((owner & UMUTEX_CONTESTED) == 0) {
2122                 old = casuword32(&m->m_owner, owner, UMUTEX_UNOWNED);
2123                 if (old == -1)
2124                         return (EFAULT);
2125                 if (old == owner)
2126                         return (0);
2127                 owner = old;
2128         }
2129
2130         /* We should only ever be in here for contested locks */
2131         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_PI_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
2132             &key)) != 0)
2133                 return (error);
2134
2135         umtxq_lock(&key);
2136         umtxq_busy(&key);
2137         count = umtxq_count_pi(&key, &uq_first);
2138         if (uq_first != NULL) {
2139                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
2140                 pi = uq_first->uq_pi_blocked;
2141                 KASSERT(pi != NULL, ("pi == NULL?"));
2142                 if (pi->pi_owner != curthread) {
2143                         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
2144                         umtxq_unbusy(&key);
2145                         umtxq_unlock(&key);
2146                         umtx_key_release(&key);
2147                         /* userland messed the mutex */
2148                         return (EPERM);
2149                 }
2150                 uq_me = curthread->td_umtxq;
2151                 pi->pi_owner = NULL;
2152                 TAILQ_REMOVE(&uq_me->uq_pi_contested, pi, pi_link);
2153                 /* get highest priority thread which is still sleeping. */
2154                 uq_first = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
2155                 while (uq_first != NULL && 
2156                        (uq_first->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0) {
2157                         uq_first = TAILQ_NEXT(uq_first, uq_lockq);
2158                 }
2159                 pri = PRI_MAX;
2160                 TAILQ_FOREACH(pi2, &uq_me->uq_pi_contested, pi_link) {
2161                         uq_first2 = TAILQ_FIRST(&pi2->pi_blocked);
2162                         if (uq_first2 != NULL) {
2163                                 if (pri > UPRI(uq_first2->uq_thread))
2164                                         pri = UPRI(uq_first2->uq_thread);
2165                         }
2166                 }
2167                 thread_lock(curthread);
2168                 sched_lend_user_prio(curthread, pri);
2169                 thread_unlock(curthread);
2170                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
2171                 if (uq_first)
2172                         umtxq_signal_thread(uq_first);
2173         }
2174         umtxq_unlock(&key);
2175
2176         /*
2177          * When unlocking the umtx, it must be marked as unowned if
2178          * there is zero or one thread only waiting for it.
2179          * Otherwise, it must be marked as contested.
2180          */
2181         old = casuword32(&m->m_owner, owner,
2182                 count <= 1 ? UMUTEX_UNOWNED : UMUTEX_CONTESTED);
2183
2184         umtxq_lock(&key);
2185         umtxq_unbusy(&key);
2186         umtxq_unlock(&key);
2187         umtx_key_release(&key);
2188         if (old == -1)
2189                 return (EFAULT);
2190         if (old != owner)
2191                 return (EINVAL);
2192         return (0);
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Lock a PP mutex.
2197  */
2198 static int
2199 do_lock_pp(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags,
2200     struct _umtx_time *timeout, int try)
2201 {
2202         struct abs_timeout timo;
2203         struct umtx_q *uq, *uq2;
2204         struct umtx_pi *pi;
2205         uint32_t ceiling;
2206         uint32_t owner, id;
2207         int error, pri, old_inherited_pri, su;
2208
2209         id = td->td_tid;
2210         uq = td->td_umtxq;
2211         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_PP_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
2212             &uq->uq_key)) != 0)
2213                 return (error);
2214
2215         if (timeout != NULL)
2216                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
2217
2218         su = (priv_check(td, PRIV_SCHED_RTPRIO) == 0);
2219         for (;;) {
2220                 old_inherited_pri = uq->uq_inherited_pri;
2221                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2222                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2223                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2224
2225                 ceiling = RTP_PRIO_MAX - fuword32(&m->m_ceilings[0]);
2226                 if (ceiling > RTP_PRIO_MAX) {
2227                         error = EINVAL;
2228                         goto out;
2229                 }
2230
2231                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
2232                 if (UPRI(td) < PRI_MIN_REALTIME + ceiling) {
2233                         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
2234                         error = EINVAL;
2235                         goto out;
2236                 }
2237                 if (su && PRI_MIN_REALTIME + ceiling < uq->uq_inherited_pri) {
2238                         uq->uq_inherited_pri = PRI_MIN_REALTIME + ceiling;
2239                         thread_lock(td);
2240                         if (uq->uq_inherited_pri < UPRI(td))
2241                                 sched_lend_user_prio(td, uq->uq_inherited_pri);
2242                         thread_unlock(td);
2243                 }
2244                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
2245
2246                 owner = casuword32(&m->m_owner,
2247                     UMUTEX_CONTESTED, id | UMUTEX_CONTESTED);
2248
2249                 if (owner == UMUTEX_CONTESTED) {
2250                         error = 0;
2251                         break;
2252                 }
2253
2254                 /* The address was invalid. */
2255                 if (owner == -1) {
2256                         error = EFAULT;
2257                         break;
2258                 }
2259
2260                 if ((flags & UMUTEX_ERROR_CHECK) != 0 &&
2261                     (owner & ~UMUTEX_CONTESTED) == id) {
2262                         error = EDEADLK;
2263                         break;
2264                 }
2265
2266                 if (try != 0) {
2267                         error = EBUSY;
2268                         break;
2269                 }
2270
2271                 /*
2272                  * If we caught a signal, we have retried and now
2273                  * exit immediately.
2274                  */
2275                 if (error != 0)
2276                         break;
2277
2278                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2279                 umtxq_insert(uq);
2280                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2281                 error = umtxq_sleep(uq, "umtxpp", timeout == NULL ?
2282                     NULL : &timo);
2283                 umtxq_remove(uq);
2284                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2285
2286                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
2287                 uq->uq_inherited_pri = old_inherited_pri;
2288                 pri = PRI_MAX;
2289                 TAILQ_FOREACH(pi, &uq->uq_pi_contested, pi_link) {
2290                         uq2 = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
2291                         if (uq2 != NULL) {
2292                                 if (pri > UPRI(uq2->uq_thread))
2293                                         pri = UPRI(uq2->uq_thread);
2294                         }
2295                 }
2296                 if (pri > uq->uq_inherited_pri)
2297                         pri = uq->uq_inherited_pri;
2298                 thread_lock(td);
2299                 sched_lend_user_prio(td, pri);
2300                 thread_unlock(td);
2301                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
2302         }
2303
2304         if (error != 0) {
2305                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
2306                 uq->uq_inherited_pri = old_inherited_pri;
2307                 pri = PRI_MAX;
2308                 TAILQ_FOREACH(pi, &uq->uq_pi_contested, pi_link) {
2309                         uq2 = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
2310                         if (uq2 != NULL) {
2311                                 if (pri > UPRI(uq2->uq_thread))
2312                                         pri = UPRI(uq2->uq_thread);
2313                         }
2314                 }
2315                 if (pri > uq->uq_inherited_pri)
2316                         pri = uq->uq_inherited_pri;
2317                 thread_lock(td);
2318                 sched_lend_user_prio(td, pri);
2319                 thread_unlock(td);
2320                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
2321         }
2322
2323 out:
2324         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2325         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2326         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2327         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2328         return (error);
2329 }
2330
2331 /*
2332  * Unlock a PP mutex.
2333  */
2334 static int
2335 do_unlock_pp(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t flags)
2336 {
2337         struct umtx_key key;
2338         struct umtx_q *uq, *uq2;
2339         struct umtx_pi *pi;
2340         uint32_t owner, id;
2341         uint32_t rceiling;
2342         int error, pri, new_inherited_pri, su;
2343
2344         id = td->td_tid;
2345         uq = td->td_umtxq;
2346         su = (priv_check(td, PRIV_SCHED_RTPRIO) == 0);
2347
2348         /*
2349          * Make sure we own this mtx.
2350          */
2351         owner = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner));
2352         if (owner == -1)
2353                 return (EFAULT);
2354
2355         if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) != id)
2356                 return (EPERM);
2357
2358         error = copyin(&m->m_ceilings[1], &rceiling, sizeof(uint32_t));
2359         if (error != 0)
2360                 return (error);
2361
2362         if (rceiling == -1)
2363                 new_inherited_pri = PRI_MAX;
2364         else {
2365                 rceiling = RTP_PRIO_MAX - rceiling;
2366                 if (rceiling > RTP_PRIO_MAX)
2367                         return (EINVAL);
2368                 new_inherited_pri = PRI_MIN_REALTIME + rceiling;
2369         }
2370
2371         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_PP_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
2372             &key)) != 0)
2373                 return (error);
2374         umtxq_lock(&key);
2375         umtxq_busy(&key);
2376         umtxq_unlock(&key);
2377         /*
2378          * For priority protected mutex, always set unlocked state
2379          * to UMUTEX_CONTESTED, so that userland always enters kernel
2380          * to lock the mutex, it is necessary because thread priority
2381          * has to be adjusted for such mutex.
2382          */
2383         error = suword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner),
2384                 UMUTEX_CONTESTED);
2385
2386         umtxq_lock(&key);
2387         if (error == 0)
2388                 umtxq_signal(&key, 1);
2389         umtxq_unbusy(&key);
2390         umtxq_unlock(&key);
2391
2392         if (error == -1)
2393                 error = EFAULT;
2394         else {
2395                 mtx_lock_spin(&umtx_lock);
2396                 if (su != 0)
2397                         uq->uq_inherited_pri = new_inherited_pri;
2398                 pri = PRI_MAX;
2399                 TAILQ_FOREACH(pi, &uq->uq_pi_contested, pi_link) {
2400                         uq2 = TAILQ_FIRST(&pi->pi_blocked);
2401                         if (uq2 != NULL) {
2402                                 if (pri > UPRI(uq2->uq_thread))
2403                                         pri = UPRI(uq2->uq_thread);
2404                         }
2405                 }
2406                 if (pri > uq->uq_inherited_pri)
2407                         pri = uq->uq_inherited_pri;
2408                 thread_lock(td);
2409                 sched_lend_user_prio(td, pri);
2410                 thread_unlock(td);
2411                 mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
2412         }
2413         umtx_key_release(&key);
2414         return (error);
2415 }
2416
2417 static int
2418 do_set_ceiling(struct thread *td, struct umutex *m, uint32_t ceiling,
2419         uint32_t *old_ceiling)
2420 {
2421         struct umtx_q *uq;
2422         uint32_t save_ceiling;
2423         uint32_t owner, id;
2424         uint32_t flags;
2425         int error;
2426
2427         flags = fuword32(&m->m_flags);
2428         if ((flags & UMUTEX_PRIO_PROTECT) == 0)
2429                 return (EINVAL);
2430         if (ceiling > RTP_PRIO_MAX)
2431                 return (EINVAL);
2432         id = td->td_tid;
2433         uq = td->td_umtxq;
2434         if ((error = umtx_key_get(m, TYPE_PP_UMUTEX, GET_SHARE(flags),
2435            &uq->uq_key)) != 0)
2436                 return (error);
2437         for (;;) {
2438                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2439                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2440                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2441
2442                 save_ceiling = fuword32(&m->m_ceilings[0]);
2443
2444                 owner = casuword32(&m->m_owner,
2445                     UMUTEX_CONTESTED, id | UMUTEX_CONTESTED);
2446
2447                 if (owner == UMUTEX_CONTESTED) {
2448                         suword32(&m->m_ceilings[0], ceiling);
2449                         suword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &m->m_owner),
2450                                 UMUTEX_CONTESTED);
2451                         error = 0;
2452                         break;
2453                 }
2454
2455                 /* The address was invalid. */
2456                 if (owner == -1) {
2457                         error = EFAULT;
2458                         break;
2459                 }
2460
2461                 if ((owner & ~UMUTEX_CONTESTED) == id) {
2462                         suword32(&m->m_ceilings[0], ceiling);
2463                         error = 0;
2464                         break;
2465                 }
2466
2467                 /*
2468                  * If we caught a signal, we have retried and now
2469                  * exit immediately.
2470                  */
2471                 if (error != 0)
2472                         break;
2473
2474                 /*
2475                  * We set the contested bit, sleep. Otherwise the lock changed
2476                  * and we need to retry or we lost a race to the thread
2477                  * unlocking the umtx.
2478                  */
2479                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2480                 umtxq_insert(uq);
2481                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2482                 error = umtxq_sleep(uq, "umtxpp", NULL);
2483                 umtxq_remove(uq);
2484                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2485         }
2486         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2487         if (error == 0)
2488                 umtxq_signal(&uq->uq_key, INT_MAX);
2489         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2490         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2491         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2492         if (error == 0 && old_ceiling != NULL)
2493                 suword32(old_ceiling, save_ceiling);
2494         return (error);
2495 }
2496
2497 /*
2498  * Lock a userland POSIX mutex.
2499  */
2500 static int
2501 do_lock_umutex(struct thread *td, struct umutex *m,
2502     struct _umtx_time *timeout, int mode)
2503 {
2504         uint32_t flags;
2505         int error;
2506
2507         flags = fuword32(&m->m_flags);
2508         if (flags == -1)
2509                 return (EFAULT);
2510
2511         switch(flags & (UMUTEX_PRIO_INHERIT | UMUTEX_PRIO_PROTECT)) {
2512         case 0:
2513                 error = do_lock_normal(td, m, flags, timeout, mode);
2514                 break;
2515         case UMUTEX_PRIO_INHERIT:
2516                 error = do_lock_pi(td, m, flags, timeout, mode);
2517                 break;
2518         case UMUTEX_PRIO_PROTECT:
2519                 error = do_lock_pp(td, m, flags, timeout, mode);
2520                 break;
2521         default:
2522                 return (EINVAL);
2523         }
2524         if (timeout == NULL) {
2525                 if (error == EINTR && mode != _UMUTEX_WAIT)
2526                         error = ERESTART;
2527         } else {
2528                 /* Timed-locking is not restarted. */
2529                 if (error == ERESTART)
2530                         error = EINTR;
2531         }
2532         return (error);
2533 }
2534
2535 /*
2536  * Unlock a userland POSIX mutex.
2537  */
2538 static int
2539 do_unlock_umutex(struct thread *td, struct umutex *m)
2540 {
2541         uint32_t flags;
2542
2543         flags = fuword32(&m->m_flags);
2544         if (flags == -1)
2545                 return (EFAULT);
2546
2547         switch(flags & (UMUTEX_PRIO_INHERIT | UMUTEX_PRIO_PROTECT)) {
2548         case 0:
2549                 return (do_unlock_normal(td, m, flags));
2550         case UMUTEX_PRIO_INHERIT:
2551                 return (do_unlock_pi(td, m, flags));
2552         case UMUTEX_PRIO_PROTECT:
2553                 return (do_unlock_pp(td, m, flags));
2554         }
2555
2556         return (EINVAL);
2557 }
2558
2559 static int
2560 do_cv_wait(struct thread *td, struct ucond *cv, struct umutex *m,
2561         struct timespec *timeout, u_long wflags)
2562 {
2563         struct abs_timeout timo;
2564         struct umtx_q *uq;
2565         uint32_t flags;
2566         uint32_t clockid;
2567         int error;
2568
2569         uq = td->td_umtxq;
2570         flags = fuword32(&cv->c_flags);
2571         error = umtx_key_get(cv, TYPE_CV, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
2572         if (error != 0)
2573                 return (error);
2574
2575         if ((wflags & CVWAIT_CLOCKID) != 0) {
2576                 clockid = fuword32(&cv->c_clockid);
2577                 if (clockid < CLOCK_REALTIME ||
2578                     clockid >= CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID) {
2579                         /* hmm, only HW clock id will work. */
2580                         return (EINVAL);
2581                 }
2582         } else {
2583                 clockid = CLOCK_REALTIME;
2584         }
2585
2586         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2587         umtxq_busy(&uq->uq_key);
2588         umtxq_insert(uq);
2589         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2590
2591         /*
2592          * Set c_has_waiters to 1 before releasing user mutex, also
2593          * don't modify cache line when unnecessary.
2594          */
2595         if (fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &cv->c_has_waiters)) == 0)
2596                 suword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &cv->c_has_waiters), 1);
2597
2598         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2599         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2600         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2601
2602         error = do_unlock_umutex(td, m);
2603
2604         if (timeout != NULL)
2605                 abs_timeout_init(&timo, clockid, ((wflags & CVWAIT_ABSTIME) != 0),
2606                         timeout);
2607         
2608         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2609         if (error == 0) {
2610                 error = umtxq_sleep(uq, "ucond", timeout == NULL ?
2611                     NULL : &timo);
2612         }
2613
2614         if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0)
2615                 error = 0;
2616         else {
2617                 /*
2618                  * This must be timeout,interrupted by signal or
2619                  * surprious wakeup, clear c_has_waiter flag when
2620                  * necessary.
2621                  */
2622                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2623                 if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) != 0) {
2624                         int oldlen = uq->uq_cur_queue->length;
2625                         umtxq_remove(uq);
2626                         if (oldlen == 1) {
2627                                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2628                                 suword32(
2629                                     __DEVOLATILE(uint32_t *,
2630                                          &cv->c_has_waiters), 0);
2631                                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2632                         }
2633                 }
2634                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2635                 if (error == ERESTART)
2636                         error = EINTR;
2637         }
2638
2639         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2640         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2641         return (error);
2642 }
2643
2644 /*
2645  * Signal a userland condition variable.
2646  */
2647 static int
2648 do_cv_signal(struct thread *td, struct ucond *cv)
2649 {
2650         struct umtx_key key;
2651         int error, cnt, nwake;
2652         uint32_t flags;
2653
2654         flags = fuword32(&cv->c_flags);
2655         if ((error = umtx_key_get(cv, TYPE_CV, GET_SHARE(flags), &key)) != 0)
2656                 return (error); 
2657         umtxq_lock(&key);
2658         umtxq_busy(&key);
2659         cnt = umtxq_count(&key);
2660         nwake = umtxq_signal(&key, 1);
2661         if (cnt <= nwake) {
2662                 umtxq_unlock(&key);
2663                 error = suword32(
2664                     __DEVOLATILE(uint32_t *, &cv->c_has_waiters), 0);
2665                 umtxq_lock(&key);
2666         }
2667         umtxq_unbusy(&key);
2668         umtxq_unlock(&key);
2669         umtx_key_release(&key);
2670         return (error);
2671 }
2672
2673 static int
2674 do_cv_broadcast(struct thread *td, struct ucond *cv)
2675 {
2676         struct umtx_key key;
2677         int error;
2678         uint32_t flags;
2679
2680         flags = fuword32(&cv->c_flags);
2681         if ((error = umtx_key_get(cv, TYPE_CV, GET_SHARE(flags), &key)) != 0)
2682                 return (error); 
2683
2684         umtxq_lock(&key);
2685         umtxq_busy(&key);
2686         umtxq_signal(&key, INT_MAX);
2687         umtxq_unlock(&key);
2688
2689         error = suword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &cv->c_has_waiters), 0);
2690
2691         umtxq_lock(&key);
2692         umtxq_unbusy(&key);
2693         umtxq_unlock(&key);
2694
2695         umtx_key_release(&key);
2696         return (error);
2697 }
2698
2699 static int
2700 do_rw_rdlock(struct thread *td, struct urwlock *rwlock, long fflag, struct _umtx_time *timeout)
2701 {
2702         struct abs_timeout timo;
2703         struct umtx_q *uq;
2704         uint32_t flags, wrflags;
2705         int32_t state, oldstate;
2706         int32_t blocked_readers;
2707         int error;
2708
2709         uq = td->td_umtxq;
2710         flags = fuword32(&rwlock->rw_flags);
2711         error = umtx_key_get(rwlock, TYPE_RWLOCK, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
2712         if (error != 0)
2713                 return (error);
2714
2715         if (timeout != NULL)
2716                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
2717
2718         wrflags = URWLOCK_WRITE_OWNER;
2719         if (!(fflag & URWLOCK_PREFER_READER) && !(flags & URWLOCK_PREFER_READER))
2720                 wrflags |= URWLOCK_WRITE_WAITERS;
2721
2722         for (;;) {
2723                 state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2724                 /* try to lock it */
2725                 while (!(state & wrflags)) {
2726                         if (__predict_false(URWLOCK_READER_COUNT(state) == URWLOCK_MAX_READERS)) {
2727                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2728                                 return (EAGAIN);
2729                         }
2730                         oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state, state + 1);
2731                         if (oldstate == -1) {
2732                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2733                                 return (EFAULT);
2734                         }
2735                         if (oldstate == state) {
2736                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2737                                 return (0);
2738                         }
2739                         error = umtxq_check_susp(td);
2740                         if (error != 0)
2741                                 break;
2742                         state = oldstate;
2743                 }
2744
2745                 if (error)
2746                         break;
2747
2748                 /* grab monitor lock */
2749                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2750                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2751                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2752
2753                 /*
2754                  * re-read the state, in case it changed between the try-lock above
2755                  * and the check below
2756                  */
2757                 state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2758
2759                 /* set read contention bit */
2760                 while ((state & wrflags) && !(state & URWLOCK_READ_WAITERS)) {
2761                         oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state, state | URWLOCK_READ_WAITERS);
2762                         if (oldstate == -1) {
2763                                 error = EFAULT;
2764                                 break;
2765                         }
2766                         if (oldstate == state)
2767                                 goto sleep;
2768                         state = oldstate;
2769                         error = umtxq_check_susp(td);
2770                         if (error != 0)
2771                                 break;
2772                 }
2773                 if (error != 0) {
2774                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2775                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2776                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2777                         break;
2778                 }
2779
2780                 /* state is changed while setting flags, restart */
2781                 if (!(state & wrflags)) {
2782                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2783                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2784                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2785                         error = umtxq_check_susp(td);
2786                         if (error != 0)
2787                                 break;
2788                         continue;
2789                 }
2790
2791 sleep:
2792                 /* contention bit is set, before sleeping, increase read waiter count */
2793                 blocked_readers = fuword32(&rwlock->rw_blocked_readers);
2794                 suword32(&rwlock->rw_blocked_readers, blocked_readers+1);
2795
2796                 while (state & wrflags) {
2797                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2798                         umtxq_insert(uq);
2799                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2800
2801                         error = umtxq_sleep(uq, "urdlck", timeout == NULL ?
2802                             NULL : &timo);
2803
2804                         umtxq_busy(&uq->uq_key);
2805                         umtxq_remove(uq);
2806                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2807                         if (error)
2808                                 break;
2809                         state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2810                 }
2811
2812                 /* decrease read waiter count, and may clear read contention bit */
2813                 blocked_readers = fuword32(&rwlock->rw_blocked_readers);
2814                 suword32(&rwlock->rw_blocked_readers, blocked_readers-1);
2815                 if (blocked_readers == 1) {
2816                         state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2817                         for (;;) {
2818                                 oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state,
2819                                          state & ~URWLOCK_READ_WAITERS);
2820                                 if (oldstate == -1) {
2821                                         error = EFAULT;
2822                                         break;
2823                                 }
2824                                 if (oldstate == state)
2825                                         break;
2826                                 state = oldstate;
2827                                 error = umtxq_check_susp(td);
2828                                 if (error != 0)
2829                                         break;
2830                         }
2831                 }
2832
2833                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2834                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2835                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2836                 if (error != 0)
2837                         break;
2838         }
2839         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2840         if (error == ERESTART)
2841                 error = EINTR;
2842         return (error);
2843 }
2844
2845 static int
2846 do_rw_wrlock(struct thread *td, struct urwlock *rwlock, struct _umtx_time *timeout)
2847 {
2848         struct abs_timeout timo;
2849         struct umtx_q *uq;
2850         uint32_t flags;
2851         int32_t state, oldstate;
2852         int32_t blocked_writers;
2853         int32_t blocked_readers;
2854         int error;
2855
2856         uq = td->td_umtxq;
2857         flags = fuword32(&rwlock->rw_flags);
2858         error = umtx_key_get(rwlock, TYPE_RWLOCK, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
2859         if (error != 0)
2860                 return (error);
2861
2862         if (timeout != NULL)
2863                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
2864
2865         blocked_readers = 0;
2866         for (;;) {
2867                 state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2868                 while (!(state & URWLOCK_WRITE_OWNER) && URWLOCK_READER_COUNT(state) == 0) {
2869                         oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state, state | URWLOCK_WRITE_OWNER);
2870                         if (oldstate == -1) {
2871                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2872                                 return (EFAULT);
2873                         }
2874                         if (oldstate == state) {
2875                                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
2876                                 return (0);
2877                         }
2878                         state = oldstate;
2879                         error = umtxq_check_susp(td);
2880                         if (error != 0)
2881                                 break;
2882                 }
2883
2884                 if (error) {
2885                         if (!(state & (URWLOCK_WRITE_OWNER|URWLOCK_WRITE_WAITERS)) &&
2886                             blocked_readers != 0) {
2887                                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2888                                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2889                                 umtxq_signal_queue(&uq->uq_key, INT_MAX, UMTX_SHARED_QUEUE);
2890                                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2891                                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2892                         }
2893
2894                         break;
2895                 }
2896
2897                 /* grab monitor lock */
2898                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2899                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
2900                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2901
2902                 /*
2903                  * re-read the state, in case it changed between the try-lock above
2904                  * and the check below
2905                  */
2906                 state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2907
2908                 while (((state & URWLOCK_WRITE_OWNER) || URWLOCK_READER_COUNT(state) != 0) &&
2909                        (state & URWLOCK_WRITE_WAITERS) == 0) {
2910                         oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state, state | URWLOCK_WRITE_WAITERS);
2911                         if (oldstate == -1) {
2912                                 error = EFAULT;
2913                                 break;
2914                         }
2915                         if (oldstate == state)
2916                                 goto sleep;
2917                         state = oldstate;
2918                         error = umtxq_check_susp(td);
2919                         if (error != 0)
2920                                 break;
2921                 }
2922                 if (error != 0) {
2923                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2924                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2925                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2926                         break;
2927                 }
2928
2929                 if (!(state & URWLOCK_WRITE_OWNER) && URWLOCK_READER_COUNT(state) == 0) {
2930                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2931                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2932                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2933                         error = umtxq_check_susp(td);
2934                         if (error != 0)
2935                                 break;
2936                         continue;
2937                 }
2938 sleep:
2939                 blocked_writers = fuword32(&rwlock->rw_blocked_writers);
2940                 suword32(&rwlock->rw_blocked_writers, blocked_writers+1);
2941
2942                 while ((state & URWLOCK_WRITE_OWNER) || URWLOCK_READER_COUNT(state) != 0) {
2943                         umtxq_lock(&uq->uq_key);
2944                         umtxq_insert_queue(uq, UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE);
2945                         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2946
2947                         error = umtxq_sleep(uq, "uwrlck", timeout == NULL ?
2948                             NULL : &timo);
2949
2950                         umtxq_busy(&uq->uq_key);
2951                         umtxq_remove_queue(uq, UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE);
2952                         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2953                         if (error)
2954                                 break;
2955                         state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2956                 }
2957
2958                 blocked_writers = fuword32(&rwlock->rw_blocked_writers);
2959                 suword32(&rwlock->rw_blocked_writers, blocked_writers-1);
2960                 if (blocked_writers == 1) {
2961                         state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
2962                         for (;;) {
2963                                 oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state,
2964                                          state & ~URWLOCK_WRITE_WAITERS);
2965                                 if (oldstate == -1) {
2966                                         error = EFAULT;
2967                                         break;
2968                                 }
2969                                 if (oldstate == state)
2970                                         break;
2971                                 state = oldstate;
2972                                 error = umtxq_check_susp(td);
2973                                 /*
2974                                  * We are leaving the URWLOCK_WRITE_WAITERS
2975                                  * behind, but this should not harm the
2976                                  * correctness.
2977                                  */
2978                                 if (error != 0)
2979                                         break;
2980                         }
2981                         blocked_readers = fuword32(&rwlock->rw_blocked_readers);
2982                 } else
2983                         blocked_readers = 0;
2984
2985                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
2986                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
2987                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
2988         }
2989
2990         umtx_key_release(&uq->uq_key);
2991         if (error == ERESTART)
2992                 error = EINTR;
2993         return (error);
2994 }
2995
2996 static int
2997 do_rw_unlock(struct thread *td, struct urwlock *rwlock)
2998 {
2999         struct umtx_q *uq;
3000         uint32_t flags;
3001         int32_t state, oldstate;
3002         int error, q, count;
3003
3004         uq = td->td_umtxq;
3005         flags = fuword32(&rwlock->rw_flags);
3006         error = umtx_key_get(rwlock, TYPE_RWLOCK, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
3007         if (error != 0)
3008                 return (error);
3009
3010         state = fuword32(__DEVOLATILE(int32_t *, &rwlock->rw_state));
3011         if (state & URWLOCK_WRITE_OWNER) {
3012                 for (;;) {
3013                         oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state, 
3014                                 state & ~URWLOCK_WRITE_OWNER);
3015                         if (oldstate == -1) {
3016                                 error = EFAULT;
3017                                 goto out;
3018                         }
3019                         if (oldstate != state) {
3020                                 state = oldstate;
3021                                 if (!(oldstate & URWLOCK_WRITE_OWNER)) {
3022                                         error = EPERM;
3023                                         goto out;
3024                                 }
3025                                 error = umtxq_check_susp(td);
3026                                 if (error != 0)
3027                                         goto out;
3028                         } else
3029                                 break;
3030                 }
3031         } else if (URWLOCK_READER_COUNT(state) != 0) {
3032                 for (;;) {
3033                         oldstate = casuword32(&rwlock->rw_state, state,
3034                                 state - 1);
3035                         if (oldstate == -1) {
3036                                 error = EFAULT;
3037                                 goto out;
3038                         }
3039                         if (oldstate != state) {
3040                                 state = oldstate;
3041                                 if (URWLOCK_READER_COUNT(oldstate) == 0) {
3042                                         error = EPERM;
3043                                         goto out;
3044                                 }
3045                                 error = umtxq_check_susp(td);
3046                                 if (error != 0)
3047                                         goto out;
3048                         } else
3049                                 break;
3050                 }
3051         } else {
3052                 error = EPERM;
3053                 goto out;
3054         }
3055
3056         count = 0;
3057
3058         if (!(flags & URWLOCK_PREFER_READER)) {
3059                 if (state & URWLOCK_WRITE_WAITERS) {
3060                         count = 1;
3061                         q = UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE;
3062                 } else if (state & URWLOCK_READ_WAITERS) {
3063                         count = INT_MAX;
3064                         q = UMTX_SHARED_QUEUE;
3065                 }
3066         } else {
3067                 if (state & URWLOCK_READ_WAITERS) {
3068                         count = INT_MAX;
3069                         q = UMTX_SHARED_QUEUE;
3070                 } else if (state & URWLOCK_WRITE_WAITERS) {
3071                         count = 1;
3072                         q = UMTX_EXCLUSIVE_QUEUE;
3073                 }
3074         }
3075
3076         if (count) {
3077                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
3078                 umtxq_busy(&uq->uq_key);
3079                 umtxq_signal_queue(&uq->uq_key, count, q);
3080                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
3081                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3082         }
3083 out:
3084         umtx_key_release(&uq->uq_key);
3085         return (error);
3086 }
3087
3088 static int
3089 do_sem_wait(struct thread *td, struct _usem *sem, struct _umtx_time *timeout)
3090 {
3091         struct abs_timeout timo;
3092         struct umtx_q *uq;
3093         uint32_t flags, count;
3094         int error;
3095
3096         uq = td->td_umtxq;
3097         flags = fuword32(&sem->_flags);
3098         error = umtx_key_get(sem, TYPE_SEM, GET_SHARE(flags), &uq->uq_key);
3099         if (error != 0)
3100                 return (error);
3101
3102         if (timeout != NULL)
3103                 abs_timeout_init2(&timo, timeout);
3104
3105         umtxq_lock(&uq->uq_key);
3106         umtxq_busy(&uq->uq_key);
3107         umtxq_insert(uq);
3108         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3109         casuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &sem->_has_waiters), 0, 1);
3110         count = fuword32(__DEVOLATILE(uint32_t *, &sem->_count));
3111         if (count != 0) {
3112                 umtxq_lock(&uq->uq_key);
3113                 umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
3114                 umtxq_remove(uq);
3115                 umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3116                 umtx_key_release(&uq->uq_key);
3117                 return (0);
3118         }
3119         umtxq_lock(&uq->uq_key);
3120         umtxq_unbusy(&uq->uq_key);
3121
3122         error = umtxq_sleep(uq, "usem", timeout == NULL ? NULL : &timo);
3123
3124         if ((uq->uq_flags & UQF_UMTXQ) == 0)
3125                 error = 0;
3126         else {
3127                 umtxq_remove(uq);
3128                 /* A relative timeout cannot be restarted. */
3129                 if (error == ERESTART && timeout != NULL &&
3130                     (timeout->_flags & UMTX_ABSTIME) == 0)
3131                         error = EINTR;
3132         }
3133         umtxq_unlock(&uq->uq_key);
3134         umtx_key_release(&uq->uq_key);
3135         return (error);
3136 }
3137
3138 /*
3139  * Signal a userland condition variable.
3140  */
3141 static int
3142 do_sem_wake(struct thread *td, struct _usem *sem)
3143 {
3144         struct umtx_key key;
3145         int error, cnt;
3146         uint32_t flags;
3147
3148         flags = fuword32(&sem->_flags);
3149         if ((error = umtx_key_get(sem, TYPE_SEM, GET_SHARE(flags), &key)) != 0)
3150                 return (error); 
3151         umtxq_lock(&key);
3152         umtxq_busy(&key);
3153         cnt = umtxq_count(&key);
3154         if (cnt > 0) {
3155                 umtxq_signal(&key, 1);
3156                 /*
3157                  * Check if count is greater than 0, this means the memory is
3158                  * still being referenced by user code, so we can safely
3159                  * update _has_waiters flag.
3160                  */
3161                 if (cnt == 1) {
3162                         umtxq_unlock(&key);
3163                         error = suword32(
3164                             __DEVOLATILE(uint32_t *, &sem->_has_waiters), 0);
3165                         umtxq_lock(&key);
3166                 }
3167         }
3168         umtxq_unbusy(&key);
3169         umtxq_unlock(&key);
3170         umtx_key_release(&key);
3171         return (error);
3172 }
3173
3174 int
3175 sys__umtx_lock(struct thread *td, struct _umtx_lock_args *uap)
3176     /* struct umtx *umtx */
3177 {
3178         return do_lock_umtx(td, uap->umtx, td->td_tid, 0);
3179 }
3180
3181 int
3182 sys__umtx_unlock(struct thread *td, struct _umtx_unlock_args *uap)
3183     /* struct umtx *umtx */
3184 {
3185         return do_unlock_umtx(td, uap->umtx, td->td_tid);
3186 }
3187
3188 inline int
3189 umtx_copyin_timeout(const void *addr, struct timespec *tsp)
3190 {
3191         int error;
3192
3193         error = copyin(addr, tsp, sizeof(struct timespec));
3194         if (error == 0) {
3195                 if (tsp->tv_sec < 0 ||
3196                     tsp->tv_nsec >= 1000000000 ||
3197                     tsp->tv_nsec < 0)
3198                         error = EINVAL;
3199         }
3200         return (error);
3201 }
3202
3203 static inline int
3204 umtx_copyin_umtx_time(const void *addr, size_t size, struct _umtx_time *tp)
3205 {
3206         int error;
3207         
3208         if (size <= sizeof(struct timespec)) {
3209                 tp->_clockid = CLOCK_REALTIME;
3210                 tp->_flags = 0;
3211                 error = copyin(addr, &tp->_timeout, sizeof(struct timespec));
3212         } else 
3213                 error = copyin(addr, tp, sizeof(struct _umtx_time));
3214         if (error != 0)
3215                 return (error);
3216         if (tp->_timeout.tv_sec < 0 ||
3217             tp->_timeout.tv_nsec >= 1000000000 || tp->_timeout.tv_nsec < 0)
3218                 return (EINVAL);
3219         return (0);
3220 }
3221
3222 static int
3223 __umtx_op_lock_umtx(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3224 {
3225         struct timespec *ts, timeout;
3226         int error;
3227
3228         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3229         if (uap->uaddr2 == NULL)
3230                 ts = NULL;
3231         else {
3232                 error = umtx_copyin_timeout(uap->uaddr2, &timeout);
3233                 if (error != 0)
3234                         return (error);
3235                 ts = &timeout;
3236         }
3237         return (do_lock_umtx(td, uap->obj, uap->val, ts));
3238 }
3239
3240 static int
3241 __umtx_op_unlock_umtx(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3242 {
3243         return (do_unlock_umtx(td, uap->obj, uap->val));
3244 }
3245
3246 static int
3247 __umtx_op_wait(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3248 {
3249         struct _umtx_time timeout, *tm_p;
3250         int error;
3251
3252         if (uap->uaddr2 == NULL)
3253                 tm_p = NULL;
3254         else {
3255                 error = umtx_copyin_umtx_time(
3256                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3257                 if (error != 0)
3258                         return (error);
3259                 tm_p = &timeout;
3260         }
3261         return do_wait(td, uap->obj, uap->val, tm_p, 0, 0);
3262 }
3263
3264 static int
3265 __umtx_op_wait_uint(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3266 {
3267         struct _umtx_time timeout, *tm_p;
3268         int error;
3269
3270         if (uap->uaddr2 == NULL)
3271                 tm_p = NULL;
3272         else {
3273                 error = umtx_copyin_umtx_time(
3274                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3275                 if (error != 0)
3276                         return (error);
3277                 tm_p = &timeout;
3278         }
3279         return do_wait(td, uap->obj, uap->val, tm_p, 1, 0);
3280 }
3281
3282 static int
3283 __umtx_op_wait_uint_private(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3284 {
3285         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3286         int error;
3287
3288         if (uap->uaddr2 == NULL)
3289                 tm_p = NULL;
3290         else {
3291                 error = umtx_copyin_umtx_time(
3292                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3293                 if (error != 0)
3294                         return (error);
3295                 tm_p = &timeout;
3296         }
3297         return do_wait(td, uap->obj, uap->val, tm_p, 1, 1);
3298 }
3299
3300 static int
3301 __umtx_op_wake(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3302 {
3303         return (kern_umtx_wake(td, uap->obj, uap->val, 0));
3304 }
3305
3306 #define BATCH_SIZE      128
3307 static int
3308 __umtx_op_nwake_private(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3309 {
3310         int count = uap->val;
3311         void *uaddrs[BATCH_SIZE];
3312         char **upp = (char **)uap->obj;
3313         int tocopy;
3314         int error = 0;
3315         int i, pos = 0;
3316
3317         while (count > 0) {
3318                 tocopy = count;
3319                 if (tocopy > BATCH_SIZE)
3320                         tocopy = BATCH_SIZE;
3321                 error = copyin(upp+pos, uaddrs, tocopy * sizeof(char *));
3322                 if (error != 0)
3323                         break;
3324                 for (i = 0; i < tocopy; ++i)
3325                         kern_umtx_wake(td, uaddrs[i], INT_MAX, 1);
3326                 count -= tocopy;
3327                 pos += tocopy;
3328         }
3329         return (error);
3330 }
3331
3332 static int
3333 __umtx_op_wake_private(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3334 {
3335         return (kern_umtx_wake(td, uap->obj, uap->val, 1));
3336 }
3337
3338 static int
3339 __umtx_op_lock_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3340 {
3341         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3342         int error;
3343
3344         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3345         if (uap->uaddr2 == NULL)
3346                 tm_p = NULL;
3347         else {
3348                 error = umtx_copyin_umtx_time(
3349                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3350                 if (error != 0)
3351                         return (error);
3352                 tm_p = &timeout;
3353         }
3354         return do_lock_umutex(td, uap->obj, tm_p, 0);
3355 }
3356
3357 static int
3358 __umtx_op_trylock_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3359 {
3360         return do_lock_umutex(td, uap->obj, NULL, _UMUTEX_TRY);
3361 }
3362
3363 static int
3364 __umtx_op_wait_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3365 {
3366         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3367         int error;
3368
3369         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3370         if (uap->uaddr2 == NULL)
3371                 tm_p = NULL;
3372         else {
3373                 error = umtx_copyin_umtx_time(
3374                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3375                 if (error != 0)
3376                         return (error);
3377                 tm_p = &timeout;
3378         }
3379         return do_lock_umutex(td, uap->obj, tm_p, _UMUTEX_WAIT);
3380 }
3381
3382 static int
3383 __umtx_op_wake_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3384 {
3385         return do_wake_umutex(td, uap->obj);
3386 }
3387
3388 static int
3389 __umtx_op_unlock_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3390 {
3391         return do_unlock_umutex(td, uap->obj);
3392 }
3393
3394 static int
3395 __umtx_op_set_ceiling(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3396 {
3397         return do_set_ceiling(td, uap->obj, uap->val, uap->uaddr1);
3398 }
3399
3400 static int
3401 __umtx_op_cv_wait(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3402 {
3403         struct timespec *ts, timeout;
3404         int error;
3405
3406         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3407         if (uap->uaddr2 == NULL)
3408                 ts = NULL;
3409         else {
3410                 error = umtx_copyin_timeout(uap->uaddr2, &timeout);
3411                 if (error != 0)
3412                         return (error);
3413                 ts = &timeout;
3414         }
3415         return (do_cv_wait(td, uap->obj, uap->uaddr1, ts, uap->val));
3416 }
3417
3418 static int
3419 __umtx_op_cv_signal(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3420 {
3421         return do_cv_signal(td, uap->obj);
3422 }
3423
3424 static int
3425 __umtx_op_cv_broadcast(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3426 {
3427         return do_cv_broadcast(td, uap->obj);
3428 }
3429
3430 static int
3431 __umtx_op_rw_rdlock(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3432 {
3433         struct _umtx_time timeout;
3434         int error;
3435
3436         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3437         if (uap->uaddr2 == NULL) {
3438                 error = do_rw_rdlock(td, uap->obj, uap->val, 0);
3439         } else {
3440                 error = umtx_copyin_umtx_time(uap->uaddr2,
3441                    (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3442                 if (error != 0)
3443                         return (error);
3444                 error = do_rw_rdlock(td, uap->obj, uap->val, &timeout);
3445         }
3446         return (error);
3447 }
3448
3449 static int
3450 __umtx_op_rw_wrlock(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3451 {
3452         struct _umtx_time timeout;
3453         int error;
3454
3455         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3456         if (uap->uaddr2 == NULL) {
3457                 error = do_rw_wrlock(td, uap->obj, 0);
3458         } else {
3459                 error = umtx_copyin_umtx_time(uap->uaddr2, 
3460                    (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3461                 if (error != 0)
3462                         return (error);
3463
3464                 error = do_rw_wrlock(td, uap->obj, &timeout);
3465         }
3466         return (error);
3467 }
3468
3469 static int
3470 __umtx_op_rw_unlock(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3471 {
3472         return do_rw_unlock(td, uap->obj);
3473 }
3474
3475 static int
3476 __umtx_op_sem_wait(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3477 {
3478         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3479         int error;
3480
3481         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3482         if (uap->uaddr2 == NULL)
3483                 tm_p = NULL;
3484         else {
3485                 error = umtx_copyin_umtx_time(
3486                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3487                 if (error != 0)
3488                         return (error);
3489                 tm_p = &timeout;
3490         }
3491         return (do_sem_wait(td, uap->obj, tm_p));
3492 }
3493
3494 static int
3495 __umtx_op_sem_wake(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3496 {
3497         return do_sem_wake(td, uap->obj);
3498 }
3499
3500 static int
3501 __umtx_op_wake2_umutex(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3502 {
3503         return do_wake2_umutex(td, uap->obj, uap->val);
3504 }
3505
3506 typedef int (*_umtx_op_func)(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap);
3507
3508 static _umtx_op_func op_table[] = {
3509         __umtx_op_lock_umtx,            /* UMTX_OP_LOCK */
3510         __umtx_op_unlock_umtx,          /* UMTX_OP_UNLOCK */
3511         __umtx_op_wait,                 /* UMTX_OP_WAIT */
3512         __umtx_op_wake,                 /* UMTX_OP_WAKE */
3513         __umtx_op_trylock_umutex,       /* UMTX_OP_MUTEX_TRYLOCK */
3514         __umtx_op_lock_umutex,          /* UMTX_OP_MUTEX_LOCK */
3515         __umtx_op_unlock_umutex,        /* UMTX_OP_MUTEX_UNLOCK */
3516         __umtx_op_set_ceiling,          /* UMTX_OP_SET_CEILING */
3517         __umtx_op_cv_wait,              /* UMTX_OP_CV_WAIT*/
3518         __umtx_op_cv_signal,            /* UMTX_OP_CV_SIGNAL */
3519         __umtx_op_cv_broadcast,         /* UMTX_OP_CV_BROADCAST */
3520         __umtx_op_wait_uint,            /* UMTX_OP_WAIT_UINT */
3521         __umtx_op_rw_rdlock,            /* UMTX_OP_RW_RDLOCK */
3522         __umtx_op_rw_wrlock,            /* UMTX_OP_RW_WRLOCK */
3523         __umtx_op_rw_unlock,            /* UMTX_OP_RW_UNLOCK */
3524         __umtx_op_wait_uint_private,    /* UMTX_OP_WAIT_UINT_PRIVATE */
3525         __umtx_op_wake_private,         /* UMTX_OP_WAKE_PRIVATE */
3526         __umtx_op_wait_umutex,          /* UMTX_OP_UMUTEX_WAIT */
3527         __umtx_op_wake_umutex,          /* UMTX_OP_UMUTEX_WAKE */
3528         __umtx_op_sem_wait,             /* UMTX_OP_SEM_WAIT */
3529         __umtx_op_sem_wake,             /* UMTX_OP_SEM_WAKE */
3530         __umtx_op_nwake_private,        /* UMTX_OP_NWAKE_PRIVATE */
3531         __umtx_op_wake2_umutex          /* UMTX_OP_UMUTEX_WAKE2 */
3532 };
3533
3534 int
3535 sys__umtx_op(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3536 {
3537         if ((unsigned)uap->op < UMTX_OP_MAX)
3538                 return (*op_table[uap->op])(td, uap);
3539         return (EINVAL);
3540 }
3541
3542 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
3543 int
3544 freebsd32_umtx_lock(struct thread *td, struct freebsd32_umtx_lock_args *uap)
3545     /* struct umtx *umtx */
3546 {
3547         return (do_lock_umtx32(td, (uint32_t *)uap->umtx, td->td_tid, NULL));
3548 }
3549
3550 int
3551 freebsd32_umtx_unlock(struct thread *td, struct freebsd32_umtx_unlock_args *uap)
3552     /* struct umtx *umtx */
3553 {
3554         return (do_unlock_umtx32(td, (uint32_t *)uap->umtx, td->td_tid));
3555 }
3556
3557 struct timespec32 {
3558         int32_t tv_sec;
3559         int32_t tv_nsec;
3560 };
3561
3562 struct umtx_time32 {
3563         struct  timespec32      timeout;
3564         uint32_t                flags;
3565         uint32_t                clockid;
3566 };
3567
3568 static inline int
3569 umtx_copyin_timeout32(void *addr, struct timespec *tsp)
3570 {
3571         struct timespec32 ts32;
3572         int error;
3573
3574         error = copyin(addr, &ts32, sizeof(struct timespec32));
3575         if (error == 0) {
3576                 if (ts32.tv_sec < 0 ||
3577                     ts32.tv_nsec >= 1000000000 ||
3578                     ts32.tv_nsec < 0)
3579                         error = EINVAL;
3580                 else {
3581                         tsp->tv_sec = ts32.tv_sec;
3582                         tsp->tv_nsec = ts32.tv_nsec;
3583                 }
3584         }
3585         return (error);
3586 }
3587
3588 static inline int
3589 umtx_copyin_umtx_time32(const void *addr, size_t size, struct _umtx_time *tp)
3590 {
3591         struct umtx_time32 t32;
3592         int error;
3593         
3594         t32.clockid = CLOCK_REALTIME;
3595         t32.flags   = 0;
3596         if (size <= sizeof(struct timespec32))
3597                 error = copyin(addr, &t32.timeout, sizeof(struct timespec32));
3598         else 
3599                 error = copyin(addr, &t32, sizeof(struct umtx_time32));
3600         if (error != 0)
3601                 return (error);
3602         if (t32.timeout.tv_sec < 0 ||
3603             t32.timeout.tv_nsec >= 1000000000 || t32.timeout.tv_nsec < 0)
3604                 return (EINVAL);
3605         tp->_timeout.tv_sec = t32.timeout.tv_sec;
3606         tp->_timeout.tv_nsec = t32.timeout.tv_nsec;
3607         tp->_flags = t32.flags;
3608         tp->_clockid = t32.clockid;
3609         return (0);
3610 }
3611
3612 static int
3613 __umtx_op_lock_umtx_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3614 {
3615         struct timespec *ts, timeout;
3616         int error;
3617
3618         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3619         if (uap->uaddr2 == NULL)
3620                 ts = NULL;
3621         else {
3622                 error = umtx_copyin_timeout32(uap->uaddr2, &timeout);
3623                 if (error != 0)
3624                         return (error);
3625                 ts = &timeout;
3626         }
3627         return (do_lock_umtx32(td, uap->obj, uap->val, ts));
3628 }
3629
3630 static int
3631 __umtx_op_unlock_umtx_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3632 {
3633         return (do_unlock_umtx32(td, uap->obj, (uint32_t)uap->val));
3634 }
3635
3636 static int
3637 __umtx_op_wait_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3638 {
3639         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3640         int error;
3641
3642         if (uap->uaddr2 == NULL)
3643                 tm_p = NULL;
3644         else {
3645                 error = umtx_copyin_umtx_time32(uap->uaddr2,
3646                         (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3647                 if (error != 0)
3648                         return (error);
3649                 tm_p = &timeout;
3650         }
3651         return do_wait(td, uap->obj, uap->val, tm_p, 1, 0);
3652 }
3653
3654 static int
3655 __umtx_op_lock_umutex_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3656 {
3657         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3658         int error;
3659
3660         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3661         if (uap->uaddr2 == NULL)
3662                 tm_p = NULL;
3663         else {
3664                 error = umtx_copyin_umtx_time(uap->uaddr2,
3665                             (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3666                 if (error != 0)
3667                         return (error);
3668                 tm_p = &timeout;
3669         }
3670         return do_lock_umutex(td, uap->obj, tm_p, 0);
3671 }
3672
3673 static int
3674 __umtx_op_wait_umutex_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3675 {
3676         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3677         int error;
3678
3679         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3680         if (uap->uaddr2 == NULL)
3681                 tm_p = NULL;
3682         else {
3683                 error = umtx_copyin_umtx_time32(uap->uaddr2, 
3684                     (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3685                 if (error != 0)
3686                         return (error);
3687                 tm_p = &timeout;
3688         }
3689         return do_lock_umutex(td, uap->obj, tm_p, _UMUTEX_WAIT);
3690 }
3691
3692 static int
3693 __umtx_op_cv_wait_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3694 {
3695         struct timespec *ts, timeout;
3696         int error;
3697
3698         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3699         if (uap->uaddr2 == NULL)
3700                 ts = NULL;
3701         else {
3702                 error = umtx_copyin_timeout32(uap->uaddr2, &timeout);
3703                 if (error != 0)
3704                         return (error);
3705                 ts = &timeout;
3706         }
3707         return (do_cv_wait(td, uap->obj, uap->uaddr1, ts, uap->val));
3708 }
3709
3710 static int
3711 __umtx_op_rw_rdlock_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3712 {
3713         struct _umtx_time timeout;
3714         int error;
3715
3716         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3717         if (uap->uaddr2 == NULL) {
3718                 error = do_rw_rdlock(td, uap->obj, uap->val, 0);
3719         } else {
3720                 error = umtx_copyin_umtx_time32(uap->uaddr2,
3721                     (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3722                 if (error != 0)
3723                         return (error);
3724                 error = do_rw_rdlock(td, uap->obj, uap->val, &timeout);
3725         }
3726         return (error);
3727 }
3728
3729 static int
3730 __umtx_op_rw_wrlock_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3731 {
3732         struct _umtx_time timeout;
3733         int error;
3734
3735         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3736         if (uap->uaddr2 == NULL) {
3737                 error = do_rw_wrlock(td, uap->obj, 0);
3738         } else {
3739                 error = umtx_copyin_umtx_time32(uap->uaddr2,
3740                     (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3741                 if (error != 0)
3742                         return (error);
3743                 error = do_rw_wrlock(td, uap->obj, &timeout);
3744         }
3745         return (error);
3746 }
3747
3748 static int
3749 __umtx_op_wait_uint_private_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3750 {
3751         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3752         int error;
3753
3754         if (uap->uaddr2 == NULL)
3755                 tm_p = NULL;
3756         else {
3757                 error = umtx_copyin_umtx_time32(
3758                     uap->uaddr2, (size_t)uap->uaddr1,&timeout);
3759                 if (error != 0)
3760                         return (error);
3761                 tm_p = &timeout;
3762         }
3763         return do_wait(td, uap->obj, uap->val, tm_p, 1, 1);
3764 }
3765
3766 static int
3767 __umtx_op_sem_wait_compat32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3768 {
3769         struct _umtx_time *tm_p, timeout;
3770         int error;
3771
3772         /* Allow a null timespec (wait forever). */
3773         if (uap->uaddr2 == NULL)
3774                 tm_p = NULL;
3775         else {
3776                 error = umtx_copyin_umtx_time32(uap->uaddr2,
3777                     (size_t)uap->uaddr1, &timeout);
3778                 if (error != 0)
3779                         return (error);
3780                 tm_p = &timeout;
3781         }
3782         return (do_sem_wait(td, uap->obj, tm_p));
3783 }
3784
3785 static int
3786 __umtx_op_nwake_private32(struct thread *td, struct _umtx_op_args *uap)
3787 {
3788         int count = uap->val;
3789         uint32_t uaddrs[BATCH_SIZE];
3790         uint32_t **upp = (uint32_t **)uap->obj;
3791         int tocopy;
3792         int error = 0;
3793         int i, pos = 0;
3794
3795         while (count > 0) {
3796                 tocopy = count;
3797                 if (tocopy > BATCH_SIZE)
3798                         tocopy = BATCH_SIZE;
3799                 error = copyin(upp+pos, uaddrs, tocopy * sizeof(uint32_t));
3800                 if (error != 0)
3801                         break;
3802                 for (i = 0; i < tocopy; ++i)
3803                         kern_umtx_wake(td, (void *)(intptr_t)uaddrs[i],
3804                                 INT_MAX, 1);
3805                 count -= tocopy;
3806                 pos += tocopy;
3807         }
3808         return (error);
3809 }
3810
3811 static _umtx_op_func op_table_compat32[] = {
3812         __umtx_op_lock_umtx_compat32,   /* UMTX_OP_LOCK */
3813         __umtx_op_unlock_umtx_compat32, /* UMTX_OP_UNLOCK */
3814         __umtx_op_wait_compat32,        /* UMTX_OP_WAIT */
3815         __umtx_op_wake,                 /* UMTX_OP_WAKE */
3816         __umtx_op_trylock_umutex,       /* UMTX_OP_MUTEX_LOCK */
3817         __umtx_op_lock_umutex_compat32, /* UMTX_OP_MUTEX_TRYLOCK */
3818         __umtx_op_unlock_umutex,        /* UMTX_OP_MUTEX_UNLOCK */
3819         __umtx_op_set_ceiling,          /* UMTX_OP_SET_CEILING */
3820         __umtx_op_cv_wait_compat32,     /* UMTX_OP_CV_WAIT*/
3821         __umtx_op_cv_signal,            /* UMTX_OP_CV_SIGNAL */
3822         __umtx_op_cv_broadcast,         /* UMTX_OP_CV_BROADCAST */
3823         __umtx_op_wait_compat32,        /* UMTX_OP_WAIT_UINT */
3824         __umtx_op_rw_rdlock_compat32,   /* UMTX_OP_RW_RDLOCK */
3825         __umtx_op_rw_wrlock_compat32,   /* UMTX_OP_RW_WRLOCK */
3826         __umtx_op_rw_unlock,            /* UMTX_OP_RW_UNLOCK */
3827         __umtx_op_wait_uint_private_compat32,   /* UMTX_OP_WAIT_UINT_PRIVATE */
3828         __umtx_op_wake_private,         /* UMTX_OP_WAKE_PRIVATE */
3829         __umtx_op_wait_umutex_compat32, /* UMTX_OP_UMUTEX_WAIT */
3830         __umtx_op_wake_umutex,          /* UMTX_OP_UMUTEX_WAKE */
3831         __umtx_op_sem_wait_compat32,    /* UMTX_OP_SEM_WAIT */
3832         __umtx_op_sem_wake,             /* UMTX_OP_SEM_WAKE */
3833         __umtx_op_nwake_private32,      /* UMTX_OP_NWAKE_PRIVATE */
3834         __umtx_op_wake2_umutex          /* UMTX_OP_UMUTEX_WAKE2 */
3835 };
3836
3837 int
3838 freebsd32_umtx_op(struct thread *td, struct freebsd32_umtx_op_args *uap)
3839 {
3840         if ((unsigned)uap->op < UMTX_OP_MAX)
3841                 return (*op_table_compat32[uap->op])(td,
3842                         (struct _umtx_op_args *)uap);
3843         return (EINVAL);
3844 }
3845 #endif
3846
3847 void
3848 umtx_thread_init(struct thread *td)
3849 {
3850         td->td_umtxq = umtxq_alloc();
3851         td->td_umtxq->uq_thread = td;
3852 }
3853
3854 void
3855 umtx_thread_fini(struct thread *td)
3856 {
3857         umtxq_free(td->td_umtxq);
3858 }
3859
3860 /*
3861  * It will be called when new thread is created, e.g fork().
3862  */
3863 void
3864 umtx_thread_alloc(struct thread *td)
3865 {
3866         struct umtx_q *uq;
3867
3868         uq = td->td_umtxq;
3869         uq->uq_inherited_pri = PRI_MAX;
3870
3871         KASSERT(uq->uq_flags == 0, ("uq_flags != 0"));
3872         KASSERT(uq->uq_thread == td, ("uq_thread != td"));
3873         KASSERT(uq->uq_pi_blocked == NULL, ("uq_pi_blocked != NULL"));
3874         KASSERT(TAILQ_EMPTY(&uq->uq_pi_contested), ("uq_pi_contested is not empty"));
3875 }
3876
3877 /*
3878  * exec() hook.
3879  */
3880 static void
3881 umtx_exec_hook(void *arg __unused, struct proc *p __unused,
3882         struct image_params *imgp __unused)
3883 {
3884         umtx_thread_cleanup(curthread);
3885 }
3886
3887 /*
3888  * thread_exit() hook.
3889  */
3890 void
3891 umtx_thread_exit(struct thread *td)
3892 {
3893         umtx_thread_cleanup(td);
3894 }
3895
3896 /*
3897  * clean up umtx data.
3898  */
3899 static void
3900 umtx_thread_cleanup(struct thread *td)
3901 {
3902         struct umtx_q *uq;
3903         struct umtx_pi *pi;
3904
3905         if ((uq = td->td_umtxq) == NULL)
3906                 return;
3907
3908         mtx_lock_spin(&umtx_lock);
3909         uq->uq_inherited_pri = PRI_MAX;
3910         while ((pi = TAILQ_FIRST(&uq->uq_pi_contested)) != NULL) {
3911                 pi->pi_owner = NULL;
3912                 TAILQ_REMOVE(&uq->uq_pi_contested, pi, pi_link);
3913         }
3914         mtx_unlock_spin(&umtx_lock);
3915         thread_lock(td);
3916         sched_lend_user_prio(td, PRI_MAX);
3917         thread_unlock(td);
3918 }