Merge from vendor branch LIBARCHIVE:
[dragonfly.git] / sys / kern / kern_synch.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1990, 1991, 1993
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
19  *    must display the following acknowledgement:
20  *      This product includes software developed by the University of
21  *      California, Berkeley and its contributors.
22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
24  *    without specific prior written permission.
25  *
26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
36  * SUCH DAMAGE.
37  *
38  *      @(#)kern_synch.c        8.9 (Berkeley) 5/19/95
39  * $FreeBSD: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.87.2.6 2002/10/13 07:29:53 kbyanc Exp $
40  * $DragonFly: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.85 2007/05/24 20:51:16 dillon Exp $
41  */
42
43 #include "opt_ktrace.h"
44
45 #include <sys/param.h>
46 #include <sys/systm.h>
47 #include <sys/proc.h>
48 #include <sys/kernel.h>
49 #include <sys/signalvar.h>
50 #include <sys/signal2.h>
51 #include <sys/resourcevar.h>
52 #include <sys/vmmeter.h>
53 #include <sys/sysctl.h>
54 #include <sys/lock.h>
55 #ifdef KTRACE
56 #include <sys/uio.h>
57 #include <sys/ktrace.h>
58 #endif
59 #include <sys/xwait.h>
60 #include <sys/ktr.h>
61
62 #include <sys/thread2.h>
63 #include <sys/spinlock2.h>
64
65 #include <machine/cpu.h>
66 #include <machine/smp.h>
67
68 TAILQ_HEAD(tslpque, thread);
69
70 static void sched_setup (void *dummy);
71 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_KICK_SCHEDULER, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL)
72
73 int     hogticks;
74 int     lbolt;
75 int     lbolt_syncer;
76 int     sched_quantum;          /* Roundrobin scheduling quantum in ticks. */
77 int     ncpus;
78 int     ncpus2, ncpus2_shift, ncpus2_mask;
79 int     ncpus_fit, ncpus_fit_mask;
80 int     safepri;
81 int     tsleep_now_works;
82
83 static struct callout loadav_callout;
84 static struct callout schedcpu_callout;
85 MALLOC_DEFINE(M_TSLEEP, "tslpque", "tsleep queues");
86
87 #if !defined(KTR_TSLEEP)
88 #define KTR_TSLEEP      KTR_ALL
89 #endif
90 KTR_INFO_MASTER(tsleep);
91 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_beg, 0, "tsleep enter", 0);
92 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_end, 0, "tsleep exit", 0);
93 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_beg, 0, "wakeup enter", 0);
94 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_end, 0, "wakeup exit", 0);
95 #define logtsleep(name) KTR_LOG(tsleep_ ## name)
96
97 struct loadavg averunnable =
98         { {0, 0, 0}, FSCALE };  /* load average, of runnable procs */
99 /*
100  * Constants for averages over 1, 5, and 15 minutes
101  * when sampling at 5 second intervals.
102  */
103 static fixpt_t cexp[3] = {
104         0.9200444146293232 * FSCALE,    /* exp(-1/12) */
105         0.9834714538216174 * FSCALE,    /* exp(-1/60) */
106         0.9944598480048967 * FSCALE,    /* exp(-1/180) */
107 };
108
109 static void     endtsleep (void *);
110 static void     unsleep_and_wakeup_thread(struct thread *td);
111 static void     loadav (void *arg);
112 static void     schedcpu (void *arg);
113
114 /*
115  * Adjust the scheduler quantum.  The quantum is specified in microseconds.
116  * Note that 'tick' is in microseconds per tick.
117  */
118 static int
119 sysctl_kern_quantum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
120 {
121         int error, new_val;
122
123         new_val = sched_quantum * tick;
124         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
125         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
126                 return (error);
127         if (new_val < tick)
128                 return (EINVAL);
129         sched_quantum = new_val / tick;
130         hogticks = 2 * sched_quantum;
131         return (0);
132 }
133
134 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, quantum, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
135         0, sizeof sched_quantum, sysctl_kern_quantum, "I", "");
136
137 /*
138  * If `ccpu' is not equal to `exp(-1/20)' and you still want to use the
139  * faster/more-accurate formula, you'll have to estimate CCPU_SHIFT below
140  * and possibly adjust FSHIFT in "param.h" so that (FSHIFT >= CCPU_SHIFT).
141  *
142  * To estimate CCPU_SHIFT for exp(-1/20), the following formula was used:
143  *     1 - exp(-1/20) ~= 0.0487 ~= 0.0488 == 1 (fixed pt, *11* bits).
144  *
145  * If you don't want to bother with the faster/more-accurate formula, you
146  * can set CCPU_SHIFT to (FSHIFT + 1) which will use a slower/less-accurate
147  * (more general) method of calculating the %age of CPU used by a process.
148  *
149  * decay 95% of `lwp_pctcpu' in 60 seconds; see CCPU_SHIFT before changing
150  */
151 #define CCPU_SHIFT      11
152
153 static fixpt_t ccpu = 0.95122942450071400909 * FSCALE; /* exp(-1/20) */
154 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");
155
156 /*
157  * kernel uses `FSCALE', userland (SHOULD) use kern.fscale 
158  */
159 int     fscale __unused = FSCALE;       /* exported to systat */
160 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, fscale, CTLFLAG_RD, 0, FSCALE, "");
161
162 /*
163  * Recompute process priorities, once a second.
164  *
165  * Since the userland schedulers are typically event oriented, if the
166  * estcpu calculation at wakeup() time is not sufficient to make a
167  * process runnable relative to other processes in the system we have
168  * a 1-second recalc to help out.
169  *
170  * This code also allows us to store sysclock_t data in the process structure
171  * without fear of an overrun, since sysclock_t are guarenteed to hold 
172  * several seconds worth of count.
173  *
174  * WARNING!  callouts can preempt normal threads.  However, they will not
175  * preempt a thread holding a spinlock so we *can* safely use spinlocks.
176  */
177 static int schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused);
178 static int schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused);
179
180 static void
181 schedcpu(void *arg)
182 {
183         allproc_scan(schedcpu_stats, NULL);
184         allproc_scan(schedcpu_resource, NULL);
185         wakeup((caddr_t)&lbolt);
186         wakeup((caddr_t)&lbolt_syncer);
187         callout_reset(&schedcpu_callout, hz, schedcpu, NULL);
188 }
189
190 /*
191  * General process statistics once a second
192  */
193 static int
194 schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused)
195 {
196         struct lwp *lp;
197
198         crit_enter();
199         p->p_swtime++;
200         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
201                 if (lp->lwp_stat == LSSLEEP)
202                         lp->lwp_slptime++;
203
204                 /*
205                  * Only recalculate processes that are active or have slept
206                  * less then 2 seconds.  The schedulers understand this.
207                  */
208                 if (lp->lwp_slptime <= 1) {
209                         p->p_usched->recalculate(lp);
210                 } else {
211                         lp->lwp_pctcpu = (lp->lwp_pctcpu * ccpu) >> FSHIFT;
212                 }
213         }
214         crit_exit();
215         return(0);
216 }
217
218 /*
219  * Resource checks.  XXX break out since ksignal/killproc can block,
220  * limiting us to one process killed per second.  There is probably
221  * a better way.
222  */
223 static int
224 schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused)
225 {
226         u_int64_t ttime;
227         struct lwp *lp;
228
229         crit_enter();
230         if (p->p_stat == SIDL || 
231             p->p_stat == SZOMB ||
232             p->p_limit == NULL
233         ) {
234                 crit_exit();
235                 return(0);
236         }
237
238         ttime = 0;
239         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
240                 ttime += lp->lwp_thread->td_sticks;
241                 ttime += lp->lwp_thread->td_uticks;
242         }
243
244         switch(plimit_testcpulimit(p->p_limit, ttime)) {
245         case PLIMIT_TESTCPU_KILL:
246                 killproc(p, "exceeded maximum CPU limit");
247                 break;
248         case PLIMIT_TESTCPU_XCPU:
249                 if ((p->p_flag & P_XCPU) == 0) {
250                         p->p_flag |= P_XCPU;
251                         ksignal(p, SIGXCPU);
252                 }
253                 break;
254         default:
255                 break;
256         }
257         crit_exit();
258         return(0);
259 }
260
261 /*
262  * This is only used by ps.  Generate a cpu percentage use over
263  * a period of one second.
264  *
265  * MPSAFE
266  */
267 void
268 updatepcpu(struct lwp *lp, int cpticks, int ttlticks)
269 {
270         fixpt_t acc;
271         int remticks;
272
273         acc = (cpticks << FSHIFT) / ttlticks;
274         if (ttlticks >= ESTCPUFREQ) {
275                 lp->lwp_pctcpu = acc;
276         } else {
277                 remticks = ESTCPUFREQ - ttlticks;
278                 lp->lwp_pctcpu = (acc * ttlticks + lp->lwp_pctcpu * remticks) /
279                                 ESTCPUFREQ;
280         }
281 }
282
283 /*
284  * We're only looking at 7 bits of the address; everything is
285  * aligned to 4, lots of things are aligned to greater powers
286  * of 2.  Shift right by 8, i.e. drop the bottom 256 worth.
287  */
288 #define TABLESIZE       128
289 #define LOOKUP(x)       (((intptr_t)(x) >> 8) & (TABLESIZE - 1))
290
291 static cpumask_t slpque_cpumasks[TABLESIZE];
292
293 /*
294  * General scheduler initialization.  We force a reschedule 25 times
295  * a second by default.  Note that cpu0 is initialized in early boot and
296  * cannot make any high level calls.
297  *
298  * Each cpu has its own sleep queue.
299  */
300 void
301 sleep_gdinit(globaldata_t gd)
302 {
303         static struct tslpque slpque_cpu0[TABLESIZE];
304         int i;
305
306         if (gd->gd_cpuid == 0) {
307                 sched_quantum = (hz + 24) / 25;
308                 hogticks = 2 * sched_quantum;
309
310                 gd->gd_tsleep_hash = slpque_cpu0;
311         } else {
312                 gd->gd_tsleep_hash = kmalloc(sizeof(slpque_cpu0), 
313                                             M_TSLEEP, M_WAITOK | M_ZERO);
314         }
315         for (i = 0; i < TABLESIZE; ++i)
316                 TAILQ_INIT(&gd->gd_tsleep_hash[i]);
317 }
318
319 /*
320  * General sleep call.  Suspends the current process until a wakeup is
321  * performed on the specified identifier.  The process will then be made
322  * runnable with the specified priority.  Sleeps at most timo/hz seconds
323  * (0 means no timeout).  If flags includes PCATCH flag, signals are checked
324  * before and after sleeping, else signals are not checked.  Returns 0 if
325  * awakened, EWOULDBLOCK if the timeout expires.  If PCATCH is set and a
326  * signal needs to be delivered, ERESTART is returned if the current system
327  * call should be restarted if possible, and EINTR is returned if the system
328  * call should be interrupted by the signal (return EINTR).
329  *
330  * Note that if we are a process, we release_curproc() before messing with
331  * the LWKT scheduler.
332  *
333  * During autoconfiguration or after a panic, a sleep will simply
334  * lower the priority briefly to allow interrupts, then return.
335  */
336 int
337 tsleep(void *ident, int flags, const char *wmesg, int timo)
338 {
339         struct thread *td = curthread;
340         struct lwp *lp = td->td_lwp;
341         struct proc *p = td->td_proc;           /* may be NULL */
342         globaldata_t gd;
343         int sig;
344         int catch;
345         int id;
346         int error;
347         int oldpri;
348         struct callout thandle;
349
350         /*
351          * NOTE: removed KTRPOINT, it could cause races due to blocking
352          * even in stable.  Just scrap it for now.
353          */
354         if (tsleep_now_works == 0 || panicstr) {
355                 /*
356                  * After a panic, or before we actually have an operational
357                  * softclock, just give interrupts a chance, then just return;
358                  *
359                  * don't run any other procs or panic below,
360                  * in case this is the idle process and already asleep.
361                  */
362                 splz();
363                 oldpri = td->td_pri & TDPRI_MASK;
364                 lwkt_setpri_self(safepri);
365                 lwkt_switch();
366                 lwkt_setpri_self(oldpri);
367                 return (0);
368         }
369         logtsleep(tsleep_beg);
370         gd = td->td_gd;
371         KKASSERT(td != &gd->gd_idlethread);     /* you must be kidding! */
372
373         /*
374          * NOTE: all of this occurs on the current cpu, including any
375          * callout-based wakeups, so a critical section is a sufficient
376          * interlock.
377          *
378          * The entire sequence through to where we actually sleep must
379          * run without breaking the critical section.
380          */
381         id = LOOKUP(ident);
382         catch = flags & PCATCH;
383         error = 0;
384         sig = 0;
385
386         crit_enter_quick(td);
387
388         KASSERT(ident != NULL, ("tsleep: no ident"));
389         KASSERT(lp == NULL ||
390                 lp->lwp_stat == LSRUN ||        /* Obvious */
391                 lp->lwp_stat == LSSTOP,         /* Set in tstop */
392                 ("tsleep %p %s %d",
393                         ident, wmesg, lp->lwp_stat));
394
395         /*
396          * Setup for the current process (if this is a process). 
397          */
398         if (lp) {
399                 if (catch) {
400                         /*
401                          * Early termination if PCATCH was set and a
402                          * signal is pending, interlocked with the
403                          * critical section.
404                          *
405                          * Early termination only occurs when tsleep() is
406                          * entered while in a normal LSRUN state.
407                          */
408                         if ((sig = CURSIG(lp)) != 0)
409                                 goto resume;
410
411                         /*
412                          * Early termination if PCATCH was set and a
413                          * mailbox signal was possibly delivered prior to
414                          * the system call even being made, in order to
415                          * allow the user to interlock without having to
416                          * make additional system calls.
417                          */
418                         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
419                                 goto resume;
420
421                         /*
422                          * Causes ksignal to wake us up when.
423                          */
424                         lp->lwp_flag |= LWP_SINTR;
425                 }
426
427                 /*
428                  * Make sure the current process has been untangled from
429                  * the userland scheduler and initialize slptime to start
430                  * counting.
431                  */
432                 if (flags & PNORESCHED)
433                         td->td_flags |= TDF_NORESCHED;
434                 p->p_usched->release_curproc(lp);
435                 lp->lwp_slptime = 0;
436         }
437
438         /*
439          * Move our thread to the correct queue and setup our wchan, etc.
440          */
441         lwkt_deschedule_self(td);
442         td->td_flags |= TDF_TSLEEPQ;
443         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_threadq);
444         atomic_set_int(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
445
446         td->td_wchan = ident;
447         td->td_wmesg = wmesg;
448         td->td_wdomain = flags & PDOMAIN_MASK;
449
450         /*
451          * Setup the timeout, if any
452          */
453         if (timo) {
454                 callout_init(&thandle);
455                 callout_reset(&thandle, timo, endtsleep, td);
456         }
457
458         /*
459          * Beddy bye bye.
460          */
461         if (lp) {
462                 /*
463                  * Ok, we are sleeping.  Place us in the SSLEEP state.
464                  */
465                 KKASSERT((lp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
466                 /*
467                  * tstop() sets LSSTOP, so don't fiddle with that.
468                  */
469                 if (lp->lwp_stat != LSSTOP)
470                         lp->lwp_stat = LSSLEEP;
471                 lp->lwp_ru.ru_nvcsw++;
472                 lwkt_switch();
473
474                 /*
475                  * And when we are woken up, put us back in LSRUN.  If we
476                  * slept for over a second, recalculate our estcpu.
477                  */
478                 lp->lwp_stat = LSRUN;
479                 if (lp->lwp_slptime)
480                         p->p_usched->recalculate(lp);
481                 lp->lwp_slptime = 0;
482         } else {
483                 lwkt_switch();
484         }
485
486         /* 
487          * Make sure we haven't switched cpus while we were asleep.  It's
488          * not supposed to happen.  Cleanup our temporary flags.
489          */
490         KKASSERT(gd == td->td_gd);
491         td->td_flags &= ~TDF_NORESCHED;
492
493         /*
494          * Cleanup the timeout.
495          */
496         if (timo) {
497                 if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT) {
498                         td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
499                         error = EWOULDBLOCK;
500                 } else {
501                         callout_stop(&thandle);
502                 }
503         }
504
505         /*
506          * Since td_threadq is used both for our run queue AND for the
507          * tsleep hash queue, we can't still be on it at this point because
508          * we've gotten cpu back.
509          */
510         KASSERT((td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) == 0, ("tsleep: impossible thread flags %08x", td->td_flags));
511         td->td_wchan = NULL;
512         td->td_wmesg = NULL;
513         td->td_wdomain = 0;
514
515         /*
516          * Figure out the correct error return.  If interrupted by a
517          * signal we want to return EINTR or ERESTART.  
518          *
519          * If P_MAILBOX is set no automatic system call restart occurs
520          * and we return EINTR.  P_MAILBOX is meant to be used as an
521          * interlock, the user must poll it prior to any system call
522          * that it wishes to interlock a mailbox signal against since
523          * the flag is cleared on *any* system call that sleeps.
524          */
525 resume:
526         if (p) {
527                 if (catch && error == 0) {
528                         if ((p->p_flag & P_MAILBOX) && sig == 0) {
529                                 error = EINTR;
530                         } else if (sig != 0 || (sig = CURSIG(lp))) {
531                                 if (SIGISMEMBER(p->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
532                                         error = EINTR;
533                                 else
534                                         error = ERESTART;
535                         }
536                 }
537                 lp->lwp_flag &= ~(LWP_BREAKTSLEEP | LWP_SINTR);
538                 p->p_flag &= ~P_MAILBOX;
539         }
540         logtsleep(tsleep_end);
541         crit_exit_quick(td);
542         return (error);
543 }
544
545 /*
546  * This is a dandy function that allows us to interlock tsleep/wakeup
547  * operations with unspecified upper level locks, such as lockmgr locks,
548  * simply by holding a critical section.  The sequence is:
549  *
550  *      (enter critical section)
551  *      (acquire upper level lock)
552  *      tsleep_interlock(blah)
553  *      (release upper level lock)
554  *      tsleep(blah, ...)
555  *      (exit critical section)
556  *
557  * Basically this function sets our cpumask for the ident which informs
558  * other cpus that our cpu 'might' be waiting (or about to wait on) the
559  * hash index related to the ident.  The critical section prevents another
560  * cpu's wakeup() from being processed on our cpu until we are actually
561  * able to enter the tsleep().  Thus, no race occurs between our attempt
562  * to release a resource and sleep, and another cpu's attempt to acquire
563  * a resource and call wakeup.
564  *
565  * There isn't much of a point to this function unless you call it while
566  * holding a critical section.
567  */
568 static __inline void
569 _tsleep_interlock(globaldata_t gd, void *ident)
570 {
571         int id = LOOKUP(ident);
572
573         atomic_set_int(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
574 }
575
576 void
577 tsleep_interlock(void *ident)
578 {
579         _tsleep_interlock(mycpu, ident);
580 }
581
582 /*
583  * Interlocked spinlock sleep.  An exclusively held spinlock must
584  * be passed to msleep().  The function will atomically release the
585  * spinlock and tsleep on the ident, then reacquire the spinlock and
586  * return.
587  *
588  * This routine is fairly important along the critical path, so optimize it
589  * heavily.
590  */
591 int
592 msleep(void *ident, struct spinlock *spin, int flags,
593        const char *wmesg, int timo)
594 {
595         globaldata_t gd = mycpu;
596         int error;
597
598         crit_enter_gd(gd);
599         _tsleep_interlock(gd, ident);
600         spin_unlock_wr_quick(gd, spin);
601         error = tsleep(ident, flags, wmesg, timo);
602         spin_lock_wr_quick(gd, spin);
603         crit_exit_gd(gd);
604
605         return (error);
606 }
607
608 /*
609  * Directly block on the LWKT thread by descheduling it.  This
610  * is much faster then tsleep(), but the only legal way to wake
611  * us up is to directly schedule the thread.
612  *
613  * Setting TDF_SINTR will cause new signals to directly schedule us.
614  *
615  * This routine is typically called while in a critical section.
616  */
617 int
618 lwkt_sleep(const char *wmesg, int flags)
619 {
620         thread_t td = curthread;
621         int sig;
622
623         if ((flags & PCATCH) == 0 || td->td_lwp == NULL) {
624                 td->td_flags |= TDF_BLOCKED;
625                 td->td_wmesg = wmesg;
626                 lwkt_deschedule_self(td);
627                 lwkt_switch();
628                 td->td_wmesg = NULL;
629                 td->td_flags &= ~TDF_BLOCKED;
630                 return(0);
631         }
632         if ((sig = CURSIG(td->td_lwp)) != 0) {
633                 if (SIGISMEMBER(td->td_proc->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
634                         return(EINTR);
635                 else
636                         return(ERESTART);
637                         
638         }
639         td->td_flags |= TDF_BLOCKED | TDF_SINTR;
640         td->td_wmesg = wmesg;
641         lwkt_deschedule_self(td);
642         lwkt_switch();
643         td->td_flags &= ~(TDF_BLOCKED | TDF_SINTR);
644         td->td_wmesg = NULL;
645         return(0);
646 }
647
648 /*
649  * Implement the timeout for tsleep.
650  *
651  * We set LWP_BREAKTSLEEP to indicate that an event has occured, but
652  * we only call setrunnable if the process is not stopped.
653  *
654  * This type of callout timeout is scheduled on the same cpu the process
655  * is sleeping on.  Also, at the moment, the MP lock is held.
656  */
657 static void
658 endtsleep(void *arg)
659 {
660         thread_t td = arg;
661         struct lwp *lp;
662
663         ASSERT_MP_LOCK_HELD(curthread);
664         crit_enter();
665
666         /*
667          * cpu interlock.  Thread flags are only manipulated on
668          * the cpu owning the thread.  proc flags are only manipulated
669          * by the older of the MP lock.  We have both.
670          */
671         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
672                 td->td_flags |= TDF_TIMEOUT;
673
674                 if ((lp = td->td_lwp) != NULL) {
675                         lp->lwp_flag |= LWP_BREAKTSLEEP;
676                         if (lp->lwp_proc->p_stat != SSTOP)
677                                 setrunnable(lp);
678                 } else {
679                         unsleep_and_wakeup_thread(td);
680                 }
681         }
682         crit_exit();
683 }
684
685 /*
686  * Unsleep and wakeup a thread.  This function runs without the MP lock
687  * which means that it can only manipulate thread state on the owning cpu,
688  * and cannot touch the process state at all.
689  */
690 static
691 void
692 unsleep_and_wakeup_thread(struct thread *td)
693 {
694         globaldata_t gd = mycpu;
695         int id;
696
697 #ifdef SMP
698         if (td->td_gd != gd) {
699                 lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)unsleep_and_wakeup_thread, td);
700                 return;
701         }
702 #endif
703         crit_enter();
704         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
705                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEPQ;
706                 id = LOOKUP(td->td_wchan);
707                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_threadq);
708                 if (TAILQ_FIRST(&gd->gd_tsleep_hash[id]) == NULL)
709                         atomic_clear_int(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
710                 lwkt_schedule(td);
711         }
712         crit_exit();
713 }
714
715 /*
716  * Make all processes sleeping on the specified identifier runnable.
717  * count may be zero or one only.
718  *
719  * The domain encodes the sleep/wakeup domain AND the first cpu to check
720  * (which is always the current cpu).  As we iterate across cpus
721  *
722  * This call may run without the MP lock held.  We can only manipulate thread
723  * state on the cpu owning the thread.  We CANNOT manipulate process state
724  * at all.
725  */
726 static void
727 _wakeup(void *ident, int domain)
728 {
729         struct tslpque *qp;
730         struct thread *td;
731         struct thread *ntd;
732         globaldata_t gd;
733 #ifdef SMP
734         cpumask_t mask;
735         cpumask_t tmask;
736         int startcpu;
737         int nextcpu;
738 #endif
739         int id;
740
741         crit_enter();
742         logtsleep(wakeup_beg);
743         gd = mycpu;
744         id = LOOKUP(ident);
745         qp = &gd->gd_tsleep_hash[id];
746 restart:
747         for (td = TAILQ_FIRST(qp); td != NULL; td = ntd) {
748                 ntd = TAILQ_NEXT(td, td_threadq);
749                 if (td->td_wchan == ident && 
750                     td->td_wdomain == (domain & PDOMAIN_MASK)
751                 ) {
752                         KKASSERT(td->td_flags & TDF_TSLEEPQ);
753                         td->td_flags &= ~TDF_TSLEEPQ;
754                         TAILQ_REMOVE(qp, td, td_threadq);
755                         if (TAILQ_FIRST(qp) == NULL) {
756                                 atomic_clear_int(&slpque_cpumasks[id],
757                                                  gd->gd_cpumask);
758                         }
759                         lwkt_schedule(td);
760                         if (domain & PWAKEUP_ONE)
761                                 goto done;
762                         goto restart;
763                 }
764         }
765
766 #ifdef SMP
767         /*
768          * We finished checking the current cpu but there still may be
769          * more work to do.  Either wakeup_one was requested and no matching
770          * thread was found, or a normal wakeup was requested and we have
771          * to continue checking cpus.
772          *
773          * The cpu that started the wakeup sequence is encoded in the domain.
774          * We use this information to determine which cpus still need to be
775          * checked, locate a candidate cpu, and chain the wakeup 
776          * asynchronously with an IPI message. 
777          *
778          * It should be noted that this scheme is actually less expensive then
779          * the old scheme when waking up multiple threads, since we send 
780          * only one IPI message per target candidate which may then schedule
781          * multiple threads.  Before we could have wound up sending an IPI
782          * message for each thread on the target cpu (!= current cpu) that
783          * needed to be woken up.
784          *
785          * NOTE: Wakeups occuring on remote cpus are asynchronous.  This
786          * should be ok since we are passing idents in the IPI rather then
787          * thread pointers.
788          */
789         if ((domain & PWAKEUP_MYCPU) == 0 && 
790             (mask = slpque_cpumasks[id]) != 0
791         ) {
792                 /*
793                  * Look for a cpu that might have work to do.  Mask out cpus
794                  * which have already been processed.
795                  *
796                  * 31xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx0
797                  *        ^        ^           ^
798                  *      start   currentcpu    start
799                  *      case2                 case1
800                  *        *        *           *
801                  * 11111111111111110000000000000111     case1
802                  * 00000000111111110000000000000000     case2
803                  *
804                  * case1:  We started at start_case1 and processed through
805                  *         to the current cpu.  We have to check any bits
806                  *         after the current cpu, then check bits before 
807                  *         the starting cpu.
808                  *
809                  * case2:  We have already checked all the bits from
810                  *         start_case2 to the end, and from 0 to the current
811                  *         cpu.  We just have the bits from the current cpu
812                  *         to start_case2 left to check.
813                  */
814                 startcpu = PWAKEUP_DECODE(domain);
815                 if (gd->gd_cpuid >= startcpu) {
816                         /*
817                          * CASE1
818                          */
819                         tmask = mask & ~((gd->gd_cpumask << 1) - 1);
820                         if (mask & tmask) {
821                                 nextcpu = bsfl(mask & tmask);
822                                 lwkt_send_ipiq2(globaldata_find(nextcpu), 
823                                                 _wakeup, ident, domain);
824                         } else {
825                                 tmask = (1 << startcpu) - 1;
826                                 if (mask & tmask) {
827                                         nextcpu = bsfl(mask & tmask);
828                                         lwkt_send_ipiq2(
829                                                     globaldata_find(nextcpu),
830                                                     _wakeup, ident, domain);
831                                 }
832                         }
833                 } else {
834                         /*
835                          * CASE2
836                          */
837                         tmask = ~((gd->gd_cpumask << 1) - 1) &
838                                  ((1 << startcpu) - 1);
839                         if (mask & tmask) {
840                                 nextcpu = bsfl(mask & tmask);
841                                 lwkt_send_ipiq2(globaldata_find(nextcpu), 
842                                                 _wakeup, ident, domain);
843                         }
844                 }
845         }
846 #endif
847 done:
848         logtsleep(wakeup_end);
849         crit_exit();
850 }
851
852 /*
853  * Wakeup all threads tsleep()ing on the specified ident, on all cpus
854  */
855 void
856 wakeup(void *ident)
857 {
858     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid));
859 }
860
861 /*
862  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident, on any cpu.
863  */
864 void
865 wakeup_one(void *ident)
866 {
867     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
868     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
869 }
870
871 /*
872  * Wakeup threads tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
873  * only.
874  */
875 void
876 wakeup_mycpu(void *ident)
877 {
878     _wakeup(ident, PWAKEUP_MYCPU);
879 }
880
881 /*
882  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
883  * only.
884  */
885 void
886 wakeup_mycpu_one(void *ident)
887 {
888     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
889     _wakeup(ident, PWAKEUP_MYCPU|PWAKEUP_ONE);
890 }
891
892 /*
893  * Wakeup all thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
894  * only.
895  */
896 void
897 wakeup_oncpu(globaldata_t gd, void *ident)
898 {
899 #ifdef SMP
900     if (gd == mycpu) {
901         _wakeup(ident, PWAKEUP_MYCPU);
902     } else {
903         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, ident, PWAKEUP_MYCPU);
904     }
905 #else
906     _wakeup(ident, PWAKEUP_MYCPU);
907 #endif
908 }
909
910 /*
911  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
912  * only.
913  */
914 void
915 wakeup_oncpu_one(globaldata_t gd, void *ident)
916 {
917 #ifdef SMP
918     if (gd == mycpu) {
919         _wakeup(ident, PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
920     } else {
921         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, ident, PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
922     }
923 #else
924     _wakeup(ident, PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
925 #endif
926 }
927
928 /*
929  * Wakeup all threads waiting on the specified ident that slept using
930  * the specified domain, on all cpus.
931  */
932 void
933 wakeup_domain(void *ident, int domain)
934 {
935     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid));
936 }
937
938 /*
939  * Wakeup one thread waiting on the specified ident that slept using
940  * the specified  domain, on any cpu.
941  */
942 void
943 wakeup_domain_one(void *ident, int domain)
944 {
945     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
946     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
947 }
948
949 /*
950  * setrunnable()
951  *
952  * Make a process runnable.  The MP lock must be held on call.  This only
953  * has an effect if we are in SSLEEP.  We only break out of the
954  * tsleep if LWP_BREAKTSLEEP is set, otherwise we just fix-up the state.
955  *
956  * NOTE: With the MP lock held we can only safely manipulate the process
957  * structure.  We cannot safely manipulate the thread structure.
958  */
959 void
960 setrunnable(struct lwp *lp)
961 {
962         crit_enter();
963         ASSERT_MP_LOCK_HELD(curthread);
964         if (lp->lwp_stat == LSSTOP)
965                 lp->lwp_stat = LSSLEEP;
966         if (lp->lwp_stat == LSSLEEP && (lp->lwp_flag & LWP_BREAKTSLEEP))
967                 unsleep_and_wakeup_thread(lp->lwp_thread);
968         crit_exit();
969 }
970
971 /*
972  * The process is stopped due to some condition, usually because p_stat is
973  * set to SSTOP, but also possibly due to being traced.  
974  *
975  * NOTE!  If the caller sets SSTOP, the caller must also clear P_WAITED
976  * because the parent may check the child's status before the child actually
977  * gets to this routine.
978  *
979  * This routine is called with the current lwp only, typically just
980  * before returning to userland.
981  *
982  * Setting LWP_BREAKTSLEEP before entering the tsleep will cause a passive
983  * SIGCONT to break out of the tsleep.
984  */
985 void
986 tstop(void)
987 {
988         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
989         struct proc *p = lp->lwp_proc;
990
991         lp->lwp_flag |= LWP_BREAKTSLEEP;
992         lp->lwp_stat = LSSTOP;
993         crit_enter();
994         /*
995          * If LWP_WSTOP is set, we were sleeping
996          * while our process was stopped.  At this point
997          * we were already counted as stopped.
998          */
999         if ((lp->lwp_flag & LWP_WSTOP) == 0) {
1000                 /*
1001                  * If we're the last thread to stop, signal
1002                  * our parent.
1003                  */
1004                 p->p_nstopped++;
1005                 lp->lwp_flag |= LWP_WSTOP;
1006                 if (p->p_nstopped == p->p_nthreads) {
1007                         p->p_flag &= ~P_WAITED;
1008                         wakeup(p->p_pptr);
1009                         if ((p->p_pptr->p_sigacts->ps_flag & PS_NOCLDSTOP) == 0)
1010                                 ksignal(p->p_pptr, SIGCHLD);
1011                 }
1012         }
1013         tsleep(lp->lwp_proc, 0, "stop", 0);
1014         p->p_nstopped--;
1015         crit_exit();
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Yield / synchronous reschedule.  This is a bit tricky because the trap
1020  * code might have set a lazy release on the switch function.   Setting
1021  * P_PASSIVE_ACQ will ensure that the lazy release executes when we call
1022  * switch, and that we are given a greater chance of affinity with our
1023  * current cpu.
1024  *
1025  * We call lwkt_setpri_self() to rotate our thread to the end of the lwkt
1026  * run queue.  lwkt_switch() will also execute any assigned passive release
1027  * (which usually calls release_curproc()), allowing a same/higher priority
1028  * process to be designated as the current process.  
1029  *
1030  * While it is possible for a lower priority process to be designated,
1031  * it's call to lwkt_maybe_switch() in acquire_curproc() will likely
1032  * round-robin back to us and we will be able to re-acquire the current
1033  * process designation.
1034  */
1035 void
1036 uio_yield(void)
1037 {
1038         struct thread *td = curthread;
1039         struct proc *p = td->td_proc;
1040
1041         lwkt_setpri_self(td->td_pri & TDPRI_MASK);
1042         if (p) {
1043                 p->p_flag |= P_PASSIVE_ACQ;
1044                 lwkt_switch();
1045                 p->p_flag &= ~P_PASSIVE_ACQ;
1046         } else {
1047                 lwkt_switch();
1048         }
1049 }
1050
1051 /*
1052  * Compute a tenex style load average of a quantity on
1053  * 1, 5 and 15 minute intervals.
1054  */
1055 static int loadav_count_runnable(struct lwp *p, void *data);
1056
1057 static void
1058 loadav(void *arg)
1059 {
1060         struct loadavg *avg;
1061         int i, nrun;
1062
1063         nrun = 0;
1064         alllwp_scan(loadav_count_runnable, &nrun);
1065         avg = &averunnable;
1066         for (i = 0; i < 3; i++) {
1067                 avg->ldavg[i] = (cexp[i] * avg->ldavg[i] +
1068                     nrun * FSCALE * (FSCALE - cexp[i])) >> FSHIFT;
1069         }
1070
1071         /*
1072          * Schedule the next update to occur after 5 seconds, but add a
1073          * random variation to avoid synchronisation with processes that
1074          * run at regular intervals.
1075          */
1076         callout_reset(&loadav_callout, hz * 4 + (int)(krandom() % (hz * 2 + 1)),
1077                       loadav, NULL);
1078 }
1079
1080 static int
1081 loadav_count_runnable(struct lwp *lp, void *data)
1082 {
1083         int *nrunp = data;
1084         thread_t td;
1085
1086         switch (lp->lwp_stat) {
1087         case LSRUN:
1088                 if ((td = lp->lwp_thread) == NULL)
1089                         break;
1090                 if (td->td_flags & TDF_BLOCKED)
1091                         break;
1092                 ++*nrunp;
1093                 break;
1094         default:
1095                 break;
1096         }
1097         return(0);
1098 }
1099
1100 /* ARGSUSED */
1101 static void
1102 sched_setup(void *dummy)
1103 {
1104         callout_init(&loadav_callout);
1105         callout_init(&schedcpu_callout);
1106
1107         /* Kick off timeout driven events by calling first time. */
1108         schedcpu(NULL);
1109         loadav(NULL);
1110 }
1111