kernel - Add callout debugging
[dragonfly.git] / sys / kern / usched_dfly.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2012-2017 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3  * Copyright (c) 1999 Peter Wemm <peter@FreeBSD.org>.  All rights reserved.
4  *
5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
6  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>,
7  * by Mihai Carabas <mihai.carabas@gmail.com>
8  * and many others.
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  *
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
18  *    the documentation and/or other materials provided with the
19  *    distribution.
20  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
21  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
22  *    from this software without specific, prior written permission.
23  *
24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
25  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
26  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
27  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
28  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
29  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
30  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
31  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
32  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
33  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
34  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
35  * SUCH DAMAGE.
36  */
37 #include <sys/param.h>
38 #include <sys/systm.h>
39 #include <sys/kernel.h>
40 #include <sys/lock.h>
41 #include <sys/queue.h>
42 #include <sys/proc.h>
43 #include <sys/rtprio.h>
44 #include <sys/uio.h>
45 #include <sys/sysctl.h>
46 #include <sys/resourcevar.h>
47 #include <sys/spinlock.h>
48 #include <sys/cpu_topology.h>
49 #include <sys/thread2.h>
50 #include <sys/spinlock2.h>
51
52 #include <sys/ktr.h>
53
54 #include <machine/cpu.h>
55 #include <machine/smp.h>
56
57 /*
58  * Priorities.  Note that with 32 run queues per scheduler each queue
59  * represents four priority levels.
60  */
61
62 int dfly_rebalanced;
63
64 #define MAXPRI                  128
65 #define PRIMASK                 (MAXPRI - 1)
66 #define PRIBASE_REALTIME        0
67 #define PRIBASE_NORMAL          MAXPRI
68 #define PRIBASE_IDLE            (MAXPRI * 2)
69 #define PRIBASE_THREAD          (MAXPRI * 3)
70 #define PRIBASE_NULL            (MAXPRI * 4)
71
72 #define NQS     32                      /* 32 run queues. */
73 #define PPQ     (MAXPRI / NQS)          /* priorities per queue */
74 #define PPQMASK (PPQ - 1)
75
76 /*
77  * NICE_QS      - maximum queues nice can shift the process
78  * EST_QS       - maximum queues estcpu can shift the process
79  *
80  * ESTCPUPPQ    - number of estcpu units per priority queue
81  * ESTCPUMAX    - number of estcpu units
82  *
83  * Remember that NICE runs over the whole -20 to +20 range.
84  */
85 #define NICE_QS         24      /* -20 to +20 shift in whole queues */
86 #define EST_QS          20      /* 0-MAX shift in whole queues */
87 #define ESTCPUPPQ       512
88 #define ESTCPUMAX       (ESTCPUPPQ * EST_QS)
89 #define PRIO_RANGE      (PRIO_MAX - PRIO_MIN + 1)
90
91 #define ESTCPULIM(v)    min((v), ESTCPUMAX)
92
93 TAILQ_HEAD(rq, lwp);
94
95 #define lwp_priority    lwp_usdata.dfly.priority
96 #define lwp_forked      lwp_usdata.dfly.forked
97 #define lwp_rqindex     lwp_usdata.dfly.rqindex
98 #define lwp_estcpu      lwp_usdata.dfly.estcpu
99 #define lwp_estfast     lwp_usdata.dfly.estfast
100 #define lwp_uload       lwp_usdata.dfly.uload
101 #define lwp_rqtype      lwp_usdata.dfly.rqtype
102 #define lwp_qcpu        lwp_usdata.dfly.qcpu
103 #define lwp_rrcount     lwp_usdata.dfly.rrcount
104
105 static __inline int
106 lptouload(struct lwp *lp)
107 {
108         int uload;
109
110         uload = lp->lwp_estcpu / NQS;
111         uload -= uload * lp->lwp_proc->p_nice / (PRIO_MAX + 1);
112
113         return uload;
114 }
115
116 /*
117  * DFly scheduler pcpu structure.  Note that the pcpu uload field must
118  * be 64-bits to avoid overflowing in the situation where more than 32768
119  * processes are on a single cpu's queue.  Since high-end systems can
120  * easily run 900,000+ processes, we have to deal with it.
121  */
122 struct usched_dfly_pcpu {
123         struct spinlock spin;
124         struct thread   *helper_thread;
125         struct globaldata *gd;
126         u_short         scancpu;
127         short           upri;
128         long            uload;          /* 64-bits to avoid overflow (1) */
129         int             ucount;
130         int             flags;
131         struct lwp      *uschedcp;
132         struct rq       queues[NQS];
133         struct rq       rtqueues[NQS];
134         struct rq       idqueues[NQS];
135         u_int32_t       queuebits;
136         u_int32_t       rtqueuebits;
137         u_int32_t       idqueuebits;
138         int             runqcount;
139         int             cpuid;
140         cpumask_t       cpumask;
141         cpu_node_t      *cpunode;
142 } __cachealign;
143
144 /*
145  * Reflecting bits in the global atomic masks allows us to avoid
146  * a certain degree of global ping-ponging.
147  */
148 #define DFLY_PCPU_RDYMASK       0x0001  /* reflect rdyprocmask */
149 #define DFLY_PCPU_CURMASK       0x0002  /* reflect curprocmask */
150
151 typedef struct usched_dfly_pcpu *dfly_pcpu_t;
152
153 static void dfly_acquire_curproc(struct lwp *lp);
154 static void dfly_release_curproc(struct lwp *lp);
155 static void dfly_select_curproc(globaldata_t gd);
156 static void dfly_setrunqueue(struct lwp *lp);
157 static void dfly_setrunqueue_dd(dfly_pcpu_t rdd, struct lwp *lp);
158 static void dfly_schedulerclock(struct lwp *lp, sysclock_t period,
159                                 sysclock_t cpstamp);
160 static void dfly_recalculate_estcpu(struct lwp *lp);
161 static void dfly_resetpriority(struct lwp *lp);
162 static void dfly_forking(struct lwp *plp, struct lwp *lp);
163 static void dfly_exiting(struct lwp *lp, struct proc *);
164 static void dfly_uload_update(struct lwp *lp);
165 static void dfly_yield(struct lwp *lp);
166 static void dfly_changeqcpu_locked(struct lwp *lp,
167                                 dfly_pcpu_t dd, dfly_pcpu_t rdd);
168 static dfly_pcpu_t dfly_choose_best_queue(struct lwp *lp);
169 static dfly_pcpu_t dfly_choose_worst_queue(dfly_pcpu_t dd, int forceit);
170 static dfly_pcpu_t dfly_choose_queue_simple(dfly_pcpu_t dd, struct lwp *lp);
171 static void dfly_need_user_resched_remote(void *dummy);
172 static struct lwp *dfly_chooseproc_locked(dfly_pcpu_t rdd, dfly_pcpu_t dd,
173                                           struct lwp *chklp, int worst);
174 static void dfly_remrunqueue_locked(dfly_pcpu_t dd, struct lwp *lp);
175 static void dfly_setrunqueue_locked(dfly_pcpu_t dd, struct lwp *lp);
176 static void dfly_changedcpu(struct lwp *lp);
177
178 struct usched usched_dfly = {
179         { NULL },
180         "dfly", "Original DragonFly Scheduler",
181         NULL,                   /* default registration */
182         NULL,                   /* default deregistration */
183         dfly_acquire_curproc,
184         dfly_release_curproc,
185         dfly_setrunqueue,
186         dfly_schedulerclock,
187         dfly_recalculate_estcpu,
188         dfly_resetpriority,
189         dfly_forking,
190         dfly_exiting,
191         dfly_uload_update,
192         NULL,                   /* setcpumask not supported */
193         dfly_yield,
194         dfly_changedcpu
195 };
196
197 /*
198  * We have NQS (32) run queues per scheduling class.  For the normal
199  * class, there are 128 priorities scaled onto these 32 queues.  New
200  * processes are added to the last entry in each queue, and processes
201  * are selected for running by taking them from the head and maintaining
202  * a simple FIFO arrangement.  Realtime and Idle priority processes have
203  * and explicit 0-31 priority which maps directly onto their class queue
204  * index.  When a queue has something in it, the corresponding bit is
205  * set in the queuebits variable, allowing a single read to determine
206  * the state of all 32 queues and then a ffs() to find the first busy
207  * queue.
208  *
209  * curprocmask is used to publish cpus with assigned curprocs to the rest
210  * of the cpus.  In certain situations curprocmask may leave a bit set
211  * (e.g. a yield or a token-based yield) even though dd->uschedcp is
212  * NULL'd out temporarily).
213  */
214                                         /* currently running a user process */
215 static cpumask_t dfly_curprocmask = CPUMASK_INITIALIZER_ALLONES;
216 static cpumask_t dfly_rdyprocmask;      /* ready to accept a user process */
217 static struct usched_dfly_pcpu dfly_pcpu[MAXCPU];
218 static struct sysctl_ctx_list usched_dfly_sysctl_ctx;
219 static struct sysctl_oid *usched_dfly_sysctl_tree;
220 static struct lock usched_dfly_config_lk = LOCK_INITIALIZER("usdfs", 0, 0);
221
222 /* Debug info exposed through debug.* sysctl */
223
224 static int usched_dfly_debug = -1;
225 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, dfly_scdebug, CTLFLAG_RW,
226            &usched_dfly_debug, 0,
227            "Print debug information for this pid");
228
229 static int usched_dfly_pid_debug = -1;
230 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, dfly_pid_debug, CTLFLAG_RW,
231            &usched_dfly_pid_debug, 0,
232            "Print KTR debug information for this pid");
233
234 static int usched_dfly_chooser = 0;
235 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, dfly_chooser, CTLFLAG_RW,
236            &usched_dfly_chooser, 0,
237            "Print KTR debug information for this pid");
238
239 /*
240  * WARNING!
241  *
242  * The fork bias can have a large effect on the system in the face of a
243  * make -j N or other high-forking applications.
244  *
245  * Larger values are much less invasive vs other things that
246  * might be running in the system, but can cause exec chains
247  * such as those typically generated by make to have higher
248  * latencies in the face of modest load.
249  *
250  * Lower values are more invasive but have reduced latencies
251  * for such exec chains.
252  *
253  *      make -j 10 buildkernel example, build times:
254  *
255  *           +0 3:04
256  *           +1 3:14    -5.2%   <-- default
257  *           +2 3:22    -8.9%
258  *
259  * This issue occurs due to the way the scheduler affinity heuristics work.
260  * There is no way to really 'fix' the affinity heuristics because when it
261  * comes right down to it trying to instantly schedule a process on an
262  * available cpu (even if it will become unavailable a microsecond later)
263  * tends to cause processes to shift around between cpus and sockets too much
264  * and breaks the affinity.
265  *
266  * NOTE: Heavily concurrent builds typically have enough things on the pan
267  *       that they remain time-efficient even with a higher bias.
268  */
269 static int usched_dfly_forkbias = 1;
270 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, dfly_forkbias, CTLFLAG_RW,
271            &usched_dfly_forkbias, 0,
272            "Fork bias for estcpu in whole queues");
273
274 /*
275  * Tunning usched_dfly - configurable through kern.usched_dfly.
276  *
277  * weight1 - Tries to keep threads on their current cpu.  If you
278  *           make this value too large the scheduler will not be
279  *           able to load-balance large loads.
280  *
281  *           Generally set to a fairly low value, but high enough
282  *           such that estcpu jitter doesn't move threads around.
283  *
284  * weight2 - If non-zero, detects thread pairs undergoing synchronous
285  *           communications and tries to move them closer together.
286  *           Behavior is adjusted by bit 4 of features (0x10).
287  *
288  *           WARNING!  Weight2 is a ridiculously sensitive parameter,
289  *           change the default at your peril.
290  *
291  * weight3 - Weighting based on the number of recently runnable threads
292  *           on the userland scheduling queue (ignoring their loads).
293  *
294  *           A nominal value here prevents high-priority (low-load)
295  *           threads from accumulating on one cpu core when other
296  *           cores are available.
297  *
298  *           This value should be left fairly small because low-load
299  *           high priority threads can still be mostly idle and too
300  *           high a value will kick cpu-bound processes off the cpu
301  *           unnecessarily.
302  *
303  * weight4 - Weighting based on other cpu queues being available
304  *           or running processes with higher lwp_priority's.
305  *
306  *           This allows a thread to migrate to another nearby cpu if it
307  *           is unable to run on the current cpu based on the other cpu
308  *           being idle or running a lower priority (higher lwp_priority)
309  *           thread.  This value should be large enough to override weight1
310  *
311  * weight5 - Weighting based on the relative amount of ram connected
312  *           to the node a cpu resides on.
313  *
314  *           This value should remain fairly low to allow assymetric
315  *           NUMA nodes to get threads scheduled to them.  Setting a very
316  *           high level will prevent scheduling on assymetric NUMA nodes
317  *           with low amounts of directly-attached memory.
318  *
319  *           Note that when testing e.g. N threads on a machine with N
320  *           cpu cores with assymtric NUMA nodes, a non-zero value will
321  *           cause some cpu threads on the low-priority NUMA nodes to remain
322  *           idle even when a few process threads are doubled-up on other
323  *           cpus.  But this is typically more ideal because it deschedules
324  *           low-priority NUMA nodes at lighter nodes.
325  *
326  *           Values between 50 and 200 are recommended.  Default is 50.
327  *
328  * weight6 - rdd transfer weight hysteresis.  Defaults to 0, can be increased
329  *           to improve stabillity at the cost of more mis-schedules.
330  *
331  * features - These flags can be set or cleared to enable or disable various
332  *            features.
333  *
334  *            0x01      Enable idle-cpu pulling                 (default)
335  *            0x02      Enable proactive pushing                (default)
336  *            0x04      Enable rebalancing rover                (default)
337  *            0x08      Enable more proactive pushing           (default)
338  *            0x10      (flip weight2 limit on same cpu)        (default)
339  *            0x20      choose best cpu for forked process
340  *            0x40      choose current cpu for forked process
341  *            0x80      choose random cpu for forked process    (default)
342  */
343 static int usched_dfly_smt = 0;
344 static int usched_dfly_cache_coherent = 0;
345 static int usched_dfly_weight1 = 10;    /* keep thread on current cpu */
346 static int usched_dfly_weight2 = 180;   /* synchronous peer's current cpu */
347 static int usched_dfly_weight3 = 10;    /* number of threads on queue */
348 static int usched_dfly_weight4 = 160;   /* availability of idle cores */
349 static int usched_dfly_weight5 = 50;    /* node attached memory */
350 static int usched_dfly_weight6 = 0;     /* rdd trasnfer weight */
351 static int usched_dfly_features = 0x8F; /* allow pulls */
352 static int usched_dfly_fast_resched = PPQ / 2; /* delta priority / resched */
353 static int usched_dfly_swmask = ~PPQMASK; /* allow pulls */
354 static int usched_dfly_rrinterval = (ESTCPUFREQ + 9) / 10;
355 static int usched_dfly_decay = 8;
356 static long usched_dfly_node_mem;
357
358 /* KTR debug printings */
359
360 KTR_INFO_MASTER(usched);
361
362 #if !defined(KTR_USCHED_DFLY)
363 #define KTR_USCHED_DFLY KTR_ALL
364 #endif
365
366 KTR_INFO(KTR_USCHED_DFLY, usched, chooseproc, 0,
367     "USCHED_DFLY(chooseproc: pid %d, old_cpuid %d, curr_cpuid %d)",
368     pid_t pid, int old_cpuid, int curr);
369
370 /*
371  * This function is called when the kernel intends to return to userland.
372  * It is responsible for making the thread the current designated userland
373  * thread for this cpu, blocking if necessary.
374  *
375  * The kernel will not depress our LWKT priority until after we return,
376  * in case we have to shove over to another cpu.
377  *
378  * We must determine our thread's disposition before we switch away.  This
379  * is very sensitive code.
380  *
381  * WARNING! THIS FUNCTION IS ALLOWED TO CAUSE THE CURRENT THREAD TO MIGRATE
382  * TO ANOTHER CPU!  Because most of the kernel assumes that no migration will
383  * occur, this function is called only under very controlled circumstances.
384  */
385 static void
386 dfly_acquire_curproc(struct lwp *lp)
387 {
388         globaldata_t gd;
389         dfly_pcpu_t dd;
390         dfly_pcpu_t rdd;
391         thread_t td;
392         int force_resched;
393
394         /*
395          * Make sure we aren't sitting on a tsleep queue.
396          */
397         td = lp->lwp_thread;
398         crit_enter_quick(td);
399         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ)
400                 tsleep_remove(td);
401         dfly_recalculate_estcpu(lp);
402
403         gd = mycpu;
404         dd = &dfly_pcpu[gd->gd_cpuid];
405
406         /*
407          * Process any pending interrupts/ipi's, then handle reschedule
408          * requests.  dfly_release_curproc() will try to assign a new
409          * uschedcp that isn't us and otherwise NULL it out.
410          */
411         force_resched = 0;
412         if ((td->td_mpflags & TDF_MP_BATCH_DEMARC) &&
413             lp->lwp_rrcount >= usched_dfly_rrinterval / 2) {
414                 force_resched = 1;
415         }
416
417         if (user_resched_wanted()) {
418                 if (dd->uschedcp == lp)
419                         force_resched = 1;
420                 clear_user_resched();
421                 dfly_release_curproc(lp);
422         }
423
424         /*
425          * Loop until we are the current user thread.
426          *
427          * NOTE: dd spinlock not held at top of loop.
428          */
429         if (dd->uschedcp == lp)
430                 lwkt_yield_quick();
431
432         while (dd->uschedcp != lp) {
433                 /*
434                  * Do not do a lwkt_yield_quick() here as it will prevent
435                  * the lwp from being placed on the dfly_bsd runqueue for
436                  * one cycle (possibly an entire round-robin), preventing
437                  * it from being scheduled to another cpu.
438                  */
439                 /* lwkt_yield_quick(); */
440
441                 spin_lock(&dd->spin);
442
443                 /* This lwp is an outcast; force reschedule. */
444                 if (__predict_false(
445                     CPUMASK_TESTBIT(lp->lwp_cpumask, gd->gd_cpuid) == 0) &&
446                     (rdd = dfly_choose_best_queue(lp)) != dd) {
447                         dfly_changeqcpu_locked(lp, dd, rdd);
448                         spin_unlock(&dd->spin);
449                         lwkt_deschedule(lp->lwp_thread);
450                         dfly_setrunqueue_dd(rdd, lp);
451                         lwkt_switch();
452                         gd = mycpu;
453                         dd = &dfly_pcpu[gd->gd_cpuid];
454                         continue;
455                 }
456
457                 /*
458                  * We are not or are no longer the current lwp and a forced
459                  * reschedule was requested.  Figure out the best cpu to
460                  * run on (our current cpu will be given significant weight).
461                  *
462                  * Doing this on many cpus simultaneously leads to
463                  * instability so pace the operation.
464                  *
465                  * (if a reschedule was not requested we want to move this
466                  * step after the uschedcp tests).
467                  */
468                 if (force_resched &&
469                    (usched_dfly_features & 0x08) &&
470                    (u_int)sched_ticks / 8 % ncpus == gd->gd_cpuid &&
471                    (rdd = dfly_choose_best_queue(lp)) != dd) {
472                         dfly_changeqcpu_locked(lp, dd, rdd);
473                         spin_unlock(&dd->spin);
474                         lwkt_deschedule(lp->lwp_thread);
475                         dfly_setrunqueue_dd(rdd, lp);
476                         lwkt_switch();
477                         gd = mycpu;
478                         dd = &dfly_pcpu[gd->gd_cpuid];
479                         continue;
480                 }
481
482                 /*
483                  * Either no reschedule was requested or the best queue was
484                  * dd, and no current process has been selected.  We can
485                  * trivially become the current lwp on the current cpu.
486                  */
487                 if (dd->uschedcp == NULL) {
488                         atomic_clear_int(&lp->lwp_thread->td_mpflags,
489                                          TDF_MP_DIDYIELD);
490                         if ((dd->flags & DFLY_PCPU_CURMASK) == 0) {
491                                 ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(dfly_curprocmask,
492                                                      gd->gd_cpuid);
493                                 dd->flags |= DFLY_PCPU_CURMASK;
494                         }
495                         dd->uschedcp = lp;
496                         dd->upri = lp->lwp_priority;
497                         KKASSERT(lp->lwp_qcpu == dd->cpuid);
498                         spin_unlock(&dd->spin);
499                         break;
500                 }
501
502                 /*
503                  * Can we steal the current designated user thread?
504                  *
505                  * If we do the other thread will stall when it tries to
506                  * return to userland, possibly rescheduling elsewhere.
507                  * Set need_user_resched() to get the thread to cycle soonest.
508                  *
509                  * It is important to do a masked test to avoid the edge
510                  * case where two near-equal-priority threads are constantly
511                  * interrupting each other.
512                  *
513                  * In the exact match case another thread has already gained
514                  * uschedcp and lowered its priority, if we steal it the
515                  * other thread will stay stuck on the LWKT runq and not
516                  * push to another cpu.  So don't steal on equal-priority even
517                  * though it might appear to be more beneficial due to not
518                  * having to switch back to the other thread's context.
519                  *
520                  * usched_dfly_fast_resched requires that two threads be
521                  * significantly far apart in priority in order to interrupt.
522                  *
523                  * If better but not sufficiently far apart, the current
524                  * uschedcp will be interrupted at the next scheduler clock.
525                  */
526                 if (dd->uschedcp &&
527                    (dd->upri & ~PPQMASK) >
528                    (lp->lwp_priority & ~PPQMASK) + usched_dfly_fast_resched) {
529                         dd->uschedcp = lp;
530                         dd->upri = lp->lwp_priority;
531                         KKASSERT(lp->lwp_qcpu == dd->cpuid);
532                         need_user_resched();
533                         spin_unlock(&dd->spin);
534                         break;
535                 }
536
537                 /*
538                  * Requeue us at lwp_priority, which recalculate_estcpu()
539                  * set for us.  Reset the rrcount to force placement
540                  * at the end of the queue.
541                  *
542                  * We used to move ourselves to the worst queue, but
543                  * this creates a fairly serious priority inversion
544                  * problem.
545                  */
546                 if (lp->lwp_thread->td_mpflags & TDF_MP_DIDYIELD) {
547                         spin_unlock(&dd->spin);
548                         lp->lwp_rrcount = usched_dfly_rrinterval;
549                         lp->lwp_rqindex = (lp->lwp_priority & PRIMASK) / PPQ;
550
551                         lwkt_deschedule(lp->lwp_thread);
552                         dfly_setrunqueue_dd(dd, lp);
553                         atomic_clear_int(&lp->lwp_thread->td_mpflags,
554                                          TDF_MP_DIDYIELD);
555                         lwkt_switch();
556                         gd = mycpu;
557                         dd = &dfly_pcpu[gd->gd_cpuid];
558                         continue;
559                 }
560
561                 /*
562                  * We are not the current lwp, figure out the best cpu
563                  * to run on (our current cpu will be given significant
564                  * weight).  Loop on cpu change.
565                  */
566                 if ((usched_dfly_features & 0x02) &&
567                     force_resched == 0 &&
568                     (rdd = dfly_choose_best_queue(lp)) != dd) {
569                         dfly_changeqcpu_locked(lp, dd, rdd);
570                         spin_unlock(&dd->spin);
571                         lwkt_deschedule(lp->lwp_thread);
572                         dfly_setrunqueue_dd(rdd, lp);
573                         lwkt_switch();
574                         gd = mycpu;
575                         dd = &dfly_pcpu[gd->gd_cpuid];
576                         continue;
577                 }
578
579                 /*
580                  * We cannot become the current lwp, place the lp on the
581                  * run-queue of this or another cpu and deschedule ourselves.
582                  *
583                  * When we are reactivated we will have another chance.
584                  *
585                  * Reload after a switch or setrunqueue/switch possibly
586                  * moved us to another cpu.
587                  */
588                 spin_unlock(&dd->spin);
589                 lwkt_deschedule(lp->lwp_thread);
590                 dfly_setrunqueue_dd(dd, lp);
591                 lwkt_switch();
592                 gd = mycpu;
593                 dd = &dfly_pcpu[gd->gd_cpuid];
594         }
595
596         /*
597          * Make sure upri is synchronized, then yield to LWKT threads as
598          * needed before returning.  This could result in another reschedule.
599          * XXX
600          */
601         crit_exit_quick(td);
602
603         KKASSERT((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ONRUNQ) == 0);
604 }
605
606 /*
607  * DFLY_RELEASE_CURPROC
608  *
609  * This routine detaches the current thread from the userland scheduler,
610  * usually because the thread needs to run or block in the kernel (at
611  * kernel priority) for a while.
612  *
613  * This routine is also responsible for selecting a new thread to
614  * make the current thread.
615  *
616  * NOTE: This implementation differs from the dummy example in that
617  * dfly_select_curproc() is able to select the current process, whereas
618  * dummy_select_curproc() is not able to select the current process.
619  * This means we have to NULL out uschedcp.
620  *
621  * Additionally, note that we may already be on a run queue if releasing
622  * via the lwkt_switch() in dfly_setrunqueue().
623  */
624 static void
625 dfly_release_curproc(struct lwp *lp)
626 {
627         globaldata_t gd = mycpu;
628         dfly_pcpu_t dd = &dfly_pcpu[gd->gd_cpuid];
629
630         /*
631          * Make sure td_wakefromcpu is defaulted.  This will be overwritten
632          * by wakeup().
633          */
634         if (dd->uschedcp == lp) {
635                 KKASSERT((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ONRUNQ) == 0);
636                 spin_lock(&dd->spin);
637                 if (dd->uschedcp == lp) {
638                         dd->uschedcp = NULL;    /* don't let lp be selected */
639                         dd->upri = PRIBASE_NULL;
640
641                         /*
642                          * We're just going to set it again, avoid the global
643                          * cache line ping-pong.
644                          */
645                         if ((lp->lwp_thread->td_mpflags & TDF_MP_DIDYIELD) == 0) {
646                                 if (dd->flags & DFLY_PCPU_CURMASK) {
647                                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(dfly_curprocmask,
648                                                                gd->gd_cpuid);
649                                         dd->flags &= ~DFLY_PCPU_CURMASK;
650                                 }
651                         }
652                         spin_unlock(&dd->spin);
653                         dfly_select_curproc(gd);
654                 } else {
655                         spin_unlock(&dd->spin);
656                 }
657         }
658 }
659
660 /*
661  * DFLY_SELECT_CURPROC
662  *
663  * Select a new current process for this cpu and clear any pending user
664  * reschedule request.  The cpu currently has no current process.
665  *
666  * This routine is also responsible for equal-priority round-robining,
667  * typically triggered from dfly_schedulerclock().  In our dummy example
668  * all the 'user' threads are LWKT scheduled all at once and we just
669  * call lwkt_switch().
670  *
671  * The calling process is not on the queue and cannot be selected.
672  */
673 static
674 void
675 dfly_select_curproc(globaldata_t gd)
676 {
677         dfly_pcpu_t dd = &dfly_pcpu[gd->gd_cpuid];
678         struct lwp *nlp;
679         int cpuid = gd->gd_cpuid;
680
681         crit_enter_gd(gd);
682
683         spin_lock(&dd->spin);
684         nlp = dfly_chooseproc_locked(dd, dd, dd->uschedcp, 0);
685
686         if (nlp) {
687                 if ((dd->flags & DFLY_PCPU_CURMASK) == 0) {
688                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(dfly_curprocmask, cpuid);
689                         dd->flags |= DFLY_PCPU_CURMASK;
690                 }
691                 dd->upri = nlp->lwp_priority;
692                 dd->uschedcp = nlp;
693 #if 0
694                 dd->rrcount = 0;                /* reset round robin */
695 #endif
696                 spin_unlock(&dd->spin);
697                 lwkt_acquire(nlp->lwp_thread);
698                 lwkt_schedule(nlp->lwp_thread);
699         } else {
700                 spin_unlock(&dd->spin);
701         }
702         crit_exit_gd(gd);
703 }
704
705 /*
706  * Place the specified lwp on the user scheduler's run queue.  This routine
707  * must be called with the thread descheduled.  The lwp must be runnable.
708  * It must not be possible for anyone else to explicitly schedule this thread.
709  *
710  * The thread may be the current thread as a special case.
711  */
712 static void
713 dfly_setrunqueue(struct lwp *lp)
714 {
715         dfly_pcpu_t dd;
716         dfly_pcpu_t rdd;
717
718         /*
719          * First validate the process LWKT state.
720          */
721         KASSERT(lp->lwp_stat == LSRUN, ("setrunqueue: lwp not LSRUN"));
722         KASSERT((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ONRUNQ) == 0,
723             ("lwp %d/%d already on runq! flag %08x/%08x", lp->lwp_proc->p_pid,
724              lp->lwp_tid, lp->lwp_proc->p_flags, lp->lwp_flags));
725         KKASSERT((lp->lwp_thread->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
726
727         /*
728          * NOTE: dd/rdd do not necessarily represent the current cpu.
729          *       Instead they may represent the cpu the thread was last
730          *       scheduled on or inherited by its parent.
731          */
732         dd = &dfly_pcpu[lp->lwp_qcpu];
733         rdd = dd;
734
735         /*
736          * This process is not supposed to be scheduled anywhere or assigned
737          * as the current process anywhere.  Assert the condition.
738          */
739         KKASSERT(rdd->uschedcp != lp);
740
741         /*
742          * Ok, we have to setrunqueue some target cpu and request a reschedule
743          * if necessary.
744          *
745          * We have to choose the best target cpu.  It might not be the current
746          * target even if the current cpu has no running user thread (for
747          * example, because the current cpu might be a hyperthread and its
748          * sibling has a thread assigned).
749          *
750          * If we just forked it is most optimal to run the child on the same
751          * cpu just in case the parent decides to wait for it (thus getting
752          * off that cpu).  As long as there is nothing else runnable on the
753          * cpu, that is.  If we did this unconditionally a parent forking
754          * multiple children before waiting (e.g. make -j N) leaves other
755          * cpus idle that could be working.
756          */
757         if (lp->lwp_forked) {
758                 lp->lwp_forked = 0;
759                 if (usched_dfly_features & 0x20)
760                         rdd = dfly_choose_best_queue(lp);
761                 else if (usched_dfly_features & 0x40)
762                         rdd = &dfly_pcpu[lp->lwp_qcpu];
763                 else if (usched_dfly_features & 0x80)
764                         rdd = dfly_choose_queue_simple(rdd, lp);
765                 else if (dfly_pcpu[lp->lwp_qcpu].runqcount)
766                         rdd = dfly_choose_best_queue(lp);
767                 else
768                         rdd = &dfly_pcpu[lp->lwp_qcpu];
769         } else {
770                 rdd = dfly_choose_best_queue(lp);
771                 /* rdd = &dfly_pcpu[lp->lwp_qcpu]; */
772         }
773         if (lp->lwp_qcpu != rdd->cpuid) {
774                 spin_lock(&dd->spin);
775                 dfly_changeqcpu_locked(lp, dd, rdd);
776                 spin_unlock(&dd->spin);
777         }
778         dfly_setrunqueue_dd(rdd, lp);
779 }
780
781 /*
782  * Change qcpu to rdd->cpuid.  The dd the lp is CURRENTLY on must be
783  * spin-locked on-call.  rdd does not have to be.
784  */
785 static void
786 dfly_changeqcpu_locked(struct lwp *lp, dfly_pcpu_t dd, dfly_pcpu_t rdd)
787 {
788         if (lp->lwp_qcpu != rdd->cpuid) {
789                 if (lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ULOAD) {
790                         atomic_clear_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_ULOAD);
791                         atomic_add_long(&dd->uload, -lp->lwp_uload);
792                         atomic_add_int(&dd->ucount, -1);
793                 }
794                 lp->lwp_qcpu = rdd->cpuid;
795         }
796 }
797
798 /*
799  * Place lp on rdd's runqueue.  Nothing is locked on call.  This function
800  * also performs all necessary ancillary notification actions.
801  */
802 static void
803 dfly_setrunqueue_dd(dfly_pcpu_t rdd, struct lwp *lp)
804 {
805         globaldata_t rgd;
806
807         /*
808          * We might be moving the lp to another cpu's run queue, and once
809          * on the runqueue (even if it is our cpu's), another cpu can rip
810          * it away from us.
811          *
812          * TDF_MIGRATING might already be set if this is part of a
813          * remrunqueue+setrunqueue sequence.
814          */
815         if ((lp->lwp_thread->td_flags & TDF_MIGRATING) == 0)
816                 lwkt_giveaway(lp->lwp_thread);
817
818         rgd = rdd->gd;
819
820         /*
821          * We lose control of the lp the moment we release the spinlock
822          * after having placed it on the queue.  i.e. another cpu could pick
823          * it up, or it could exit, or its priority could be further
824          * adjusted, or something like that.
825          *
826          * WARNING! rdd can point to a foreign cpu!
827          */
828         spin_lock(&rdd->spin);
829         dfly_setrunqueue_locked(rdd, lp);
830
831         /*
832          * Potentially interrupt the currently-running thread
833          */
834         if ((rdd->upri & ~PPQMASK) <= (lp->lwp_priority & ~PPQMASK)) {
835                 /*
836                  * Currently running thread is better or same, do not
837                  * interrupt.
838                  */
839                 spin_unlock(&rdd->spin);
840         } else if ((rdd->upri & ~PPQMASK) <= (lp->lwp_priority & ~PPQMASK) +
841                    usched_dfly_fast_resched) {
842                 /*
843                  * Currently running thread is not better, but not so bad
844                  * that we need to interrupt it.  Let it run for one more
845                  * scheduler tick.
846                  */
847                 if (rdd->uschedcp &&
848                     rdd->uschedcp->lwp_rrcount < usched_dfly_rrinterval) {
849                         rdd->uschedcp->lwp_rrcount = usched_dfly_rrinterval - 1;
850                 }
851                 spin_unlock(&rdd->spin);
852         } else if (rgd == mycpu) {
853                 /*
854                  * We should interrupt the currently running thread, which
855                  * is on the current cpu.  However, if DIDYIELD is set we
856                  * round-robin unconditionally and do not interrupt it.
857                  */
858                 spin_unlock(&rdd->spin);
859                 if (rdd->uschedcp == NULL)
860                         wakeup_mycpu(rdd->helper_thread); /* XXX */
861                 if ((lp->lwp_thread->td_mpflags & TDF_MP_DIDYIELD) == 0)
862                         need_user_resched();
863         } else {
864                 /*
865                  * We should interrupt the currently running thread, which
866                  * is on a different cpu.
867                  */
868                 spin_unlock(&rdd->spin);
869                 lwkt_send_ipiq(rgd, dfly_need_user_resched_remote, NULL);
870         }
871 }
872
873 /*
874  * This routine is called from a systimer IPI.  It MUST be MP-safe and
875  * the BGL IS NOT HELD ON ENTRY.  This routine is called at ESTCPUFREQ on
876  * each cpu.
877  */
878 static
879 void
880 dfly_schedulerclock(struct lwp *lp, sysclock_t period, sysclock_t cpstamp)
881 {
882         globaldata_t gd = mycpu;
883         dfly_pcpu_t dd = &dfly_pcpu[gd->gd_cpuid];
884
885         /*
886          * Spinlocks also hold a critical section so there should not be
887          * any active.
888          */
889         KKASSERT(gd->gd_spinlocks == 0 || dumping);
890
891         /*
892          * If lp is NULL we might be contended and lwkt_switch() may have
893          * cycled into the idle thread.  Apply the tick to the current
894          * process on this cpu if it is contended.
895          */
896         if (gd->gd_curthread == &gd->gd_idlethread) {
897                 lp = dd->uschedcp;
898                 if (lp && (lp->lwp_thread == NULL ||
899                            lp->lwp_thread->td_contended == 0)) {
900                         lp = NULL;
901                 }
902         }
903
904         /*
905          * Dock thread for tick
906          */
907         if (lp) {
908                 /*
909                  * Do we need to round-robin?  We round-robin 10 times a
910                  * second.  This should only occur for cpu-bound batch
911                  * processes.
912                  */
913                 if (++lp->lwp_rrcount >= usched_dfly_rrinterval) {
914                         lp->lwp_thread->td_wakefromcpu = -1;
915                         need_user_resched();
916                 }
917
918                 /*
919                  * Adjust estcpu upward using a real time equivalent
920                  * calculation, and recalculate lp's priority.  Estcpu
921                  * is increased such that it will cap-out over a period
922                  * of one second.
923                  */
924                 lp->lwp_estcpu = ESTCPULIM(lp->lwp_estcpu +
925                                            ESTCPUMAX / ESTCPUFREQ + 1);
926                 dfly_resetpriority(lp);
927         }
928
929         /*
930          * Rebalance two cpus every 8 ticks, pulling the worst thread
931          * from the worst cpu's queue into a rotating cpu number.
932          * Also require that the moving of the highest-load thread
933          * from rdd to dd does not cause the uload to cross over.
934          *
935          * This mechanic is needed because the push algorithms can
936          * steady-state in an non-optimal configuration.  We need to mix it
937          * up a little, even if it means breaking up a paired thread, so
938          * the push algorithms can rebalance the degenerate conditions.
939          * This portion of the algorithm exists to ensure stability at the
940          * selected weightings.
941          *
942          * Because we might be breaking up optimal conditions we do not want
943          * to execute this too quickly, hence we only rebalance approximately
944          * ~7-8 times per second.  The push's, on the otherhand, are capable
945          * moving threads to other cpus at a much higher rate.
946          *
947          * We choose the most heavily loaded thread from the worst queue
948          * in order to ensure that multiple heavy-weight threads on the same
949          * queue get broken up, and also because these threads are the most
950          * likely to be able to remain in place.  Hopefully then any pairings,
951          * if applicable, migrate to where these threads are.
952          */
953         if ((usched_dfly_features & 0x04) &&
954             ((u_int)sched_ticks & 7) == 0 &&
955             (u_int)sched_ticks / 8 % ncpus == gd->gd_cpuid) {
956                 /*
957                  * Our cpu is up.
958                  */
959                 struct lwp *nlp;
960                 dfly_pcpu_t rdd;
961
962                 rdd = dfly_choose_worst_queue(dd, 1);
963                 if (rdd && dd->uload + usched_dfly_weight6 / 2 < rdd->uload) {
964                         spin_lock(&dd->spin);
965                         if (spin_trylock(&rdd->spin)) {
966                                 nlp = dfly_chooseproc_locked(rdd, dd, NULL, 1);
967                                 spin_unlock(&rdd->spin);
968                                 if (nlp == NULL)
969                                         spin_unlock(&dd->spin);
970                         } else {
971                                 spin_unlock(&dd->spin);
972                                 nlp = NULL;
973                         }
974                 } else {
975                         nlp = NULL;
976                 }
977                 /* dd->spin held if nlp != NULL */
978
979                 /*
980                  * Either schedule it or add it to our queue.
981                  */
982                 if (nlp &&
983                     (nlp->lwp_priority & ~PPQMASK) < (dd->upri & ~PPQMASK)) {
984                         if ((dd->flags & DFLY_PCPU_CURMASK) == 0) {
985                                 ATOMIC_CPUMASK_ORMASK(dfly_curprocmask,
986                                                       dd->cpumask);
987                                 dd->flags |= DFLY_PCPU_CURMASK;
988                         }
989                         dd->upri = nlp->lwp_priority;
990                         dd->uschedcp = nlp;
991 #if 0
992                         dd->rrcount = 0;        /* reset round robin */
993 #endif
994                         spin_unlock(&dd->spin);
995                         lwkt_acquire(nlp->lwp_thread);
996                         lwkt_schedule(nlp->lwp_thread);
997                 } else if (nlp) {
998                         dfly_setrunqueue_locked(dd, nlp);
999                         spin_unlock(&dd->spin);
1000                 }
1001         }
1002 }
1003
1004 /*
1005  * Called from acquire and from kern_synch's one-second timer (one of the
1006  * callout helper threads) with a critical section held.
1007  *
1008  * Adjust p_estcpu based on our single-cpu load, p_nice, and compensate for
1009  * overall system load.
1010  *
1011  * Note that no recalculation occurs for a process which sleeps and wakes
1012  * up in the same tick.  That is, a system doing thousands of context
1013  * switches per second will still only do serious estcpu calculations
1014  * ESTCPUFREQ times per second.
1015  */
1016 static
1017 void
1018 dfly_recalculate_estcpu(struct lwp *lp)
1019 {
1020         globaldata_t gd = mycpu;
1021         sysclock_t cpbase;
1022         sysclock_t ttlticks;
1023         int estcpu;
1024         int decay_factor;
1025         int ucount;
1026
1027         /*
1028          * We have to subtract periodic to get the last schedclock
1029          * timeout time, otherwise we would get the upcoming timeout.
1030          * Keep in mind that a process can migrate between cpus and
1031          * while the scheduler clock should be very close, boundary
1032          * conditions could lead to a small negative delta.
1033          */
1034         cpbase = gd->gd_schedclock.time - gd->gd_schedclock.periodic;
1035
1036         if (lp->lwp_slptime > 1) {
1037                 /*
1038                  * Too much time has passed, do a coarse correction.
1039                  */
1040                 lp->lwp_estcpu = lp->lwp_estcpu >> 1;
1041                 dfly_resetpriority(lp);
1042                 lp->lwp_cpbase = cpbase;
1043                 lp->lwp_cpticks = 0;
1044                 lp->lwp_estfast = 0;
1045         } else if (lp->lwp_cpbase != cpbase) {
1046                 /*
1047                  * Adjust estcpu if we are in a different tick.  Don't waste
1048                  * time if we are in the same tick.
1049                  *
1050                  * First calculate the number of ticks in the measurement
1051                  * interval.  The ttlticks calculation can wind up 0 due to
1052                  * a bug in the handling of lwp_slptime  (as yet not found),
1053                  * so make sure we do not get a divide by 0 panic.
1054                  */
1055                 ttlticks = (cpbase - lp->lwp_cpbase) /
1056                            gd->gd_schedclock.periodic;
1057                 if ((ssysclock_t)ttlticks < 0) {
1058                         ttlticks = 0;
1059                         lp->lwp_cpbase = cpbase;
1060                 }
1061                 if (ttlticks < 4)
1062                         return;
1063                 updatepcpu(lp, lp->lwp_cpticks, ttlticks);
1064
1065                 /*
1066                  * Calculate instant estcpu based percentage of (one) cpu
1067                  * used and exponentially average it into the current
1068                  * lwp_estcpu.
1069                  */
1070                 ucount = dfly_pcpu[lp->lwp_qcpu].ucount;
1071                 estcpu = lp->lwp_cpticks * ESTCPUMAX / ttlticks;
1072
1073                 /*
1074                  * The higher ttlticks gets, the more meaning the calculation
1075                  * has and the smaller our decay_factor in the exponential
1076                  * average.
1077                  *
1078                  * The uload calculation has been removed because it actually
1079                  * makes things worse, causing processes which use less cpu
1080                  * (such as a browser) to be pumped up and treated the same
1081                  * as a cpu-bound process (such as a make).  The same effect
1082                  * can occur with sufficient load without the uload
1083                  * calculation, but occurs less quickly and takes more load.
1084                  * In addition, the less cpu a process uses the smaller the
1085                  * effect of the overload.
1086                  */
1087                 if (ttlticks >= hz)
1088                         decay_factor = 1;
1089                 else
1090                         decay_factor = hz - ttlticks;
1091
1092                 lp->lwp_estcpu = ESTCPULIM(
1093                                 (lp->lwp_estcpu * ttlticks + estcpu) /
1094                                 (ttlticks + 1));
1095                 if (usched_dfly_debug == lp->lwp_proc->p_pid)
1096                         kprintf(" finalestcpu %d %d\n", estcpu, lp->lwp_estcpu);
1097
1098                 dfly_resetpriority(lp);
1099                 lp->lwp_cpbase += ttlticks * gd->gd_schedclock.periodic;
1100                 lp->lwp_cpticks = 0;
1101         }
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Compute the priority of a process when running in user mode.
1106  * Arrange to reschedule if the resulting priority is better
1107  * than that of the current process.
1108  *
1109  * This routine may be called with any process.
1110  *
1111  * This routine is called by fork1() for initial setup with the process of
1112  * the run queue, and also may be called normally with the process on or
1113  * off the run queue.
1114  */
1115 static void
1116 dfly_resetpriority(struct lwp *lp)
1117 {
1118         dfly_pcpu_t rdd;
1119         int newpriority;
1120         u_short newrqtype;
1121         int rcpu;
1122         int checkpri;
1123         int estcpu;
1124         int delta_uload;
1125
1126         crit_enter();
1127
1128         /*
1129          * Lock the scheduler (lp) belongs to.  This can be on a different
1130          * cpu.  Handle races.  This loop breaks out with the appropriate
1131          * rdd locked.
1132          */
1133         for (;;) {
1134                 rcpu = lp->lwp_qcpu;
1135                 cpu_ccfence();
1136                 rdd = &dfly_pcpu[rcpu];
1137                 spin_lock(&rdd->spin);
1138                 if (rcpu == lp->lwp_qcpu)
1139                         break;
1140                 spin_unlock(&rdd->spin);
1141         }
1142
1143         /*
1144          * Calculate the new priority and queue type
1145          */
1146         newrqtype = lp->lwp_rtprio.type;
1147
1148         switch(newrqtype) {
1149         case RTP_PRIO_REALTIME:
1150         case RTP_PRIO_FIFO:
1151                 newpriority = PRIBASE_REALTIME +
1152                              (lp->lwp_rtprio.prio & PRIMASK);
1153                 break;
1154         case RTP_PRIO_NORMAL:
1155                 /*
1156                  * Calculate the new priority.
1157                  *
1158                  * nice contributes up to NICE_QS queues (typ 32 - full range)
1159                  * estcpu contributes up to EST_QS queues (typ 24)
1160                  *
1161                  * A nice +20 process receives 1/10 cpu vs nice+0.  Niced
1162                  * process more than 20 apart may receive no cpu, so cpu
1163                  * bound nice -20 can prevent a nice +5 from getting any
1164                  * cpu.  A nice+0, being in the middle, always gets some cpu
1165                  * no matter what.
1166                  */
1167                 estcpu = lp->lwp_estcpu;
1168                 newpriority = (lp->lwp_proc->p_nice - PRIO_MIN) *
1169                               (NICE_QS * PPQ) / PRIO_RANGE;
1170                 newpriority += estcpu * PPQ / ESTCPUPPQ;
1171                 if (newpriority < 0)
1172                         newpriority = 0;
1173                 if (newpriority >= MAXPRI)
1174                         newpriority = MAXPRI - 1;
1175                 newpriority += PRIBASE_NORMAL;
1176                 break;
1177         case RTP_PRIO_IDLE:
1178                 newpriority = PRIBASE_IDLE + (lp->lwp_rtprio.prio & PRIMASK);
1179                 break;
1180         case RTP_PRIO_THREAD:
1181                 newpriority = PRIBASE_THREAD + (lp->lwp_rtprio.prio & PRIMASK);
1182                 break;
1183         default:
1184                 panic("Bad RTP_PRIO %d", newrqtype);
1185                 /* NOT REACHED */
1186         }
1187
1188         /*
1189          * The LWKT scheduler doesn't dive usched structures, give it a hint
1190          * on the relative priority of user threads running in the kernel.
1191          * The LWKT scheduler will always ensure that a user thread running
1192          * in the kernel will get cpu some time, regardless of its upri,
1193          * but can decide not to instantly switch from one kernel or user
1194          * mode user thread to a kernel-mode user thread when it has a less
1195          * desireable user priority.
1196          *
1197          * td_upri has normal sense (higher values are more desireable), so
1198          * negate it (this is a different field lp->lwp_priority)
1199          */
1200         lp->lwp_thread->td_upri = -(newpriority & usched_dfly_swmask);
1201
1202         /*
1203          * The newpriority incorporates the queue type so do a simple masked
1204          * check to determine if the process has moved to another queue.  If
1205          * it has, and it is currently on a run queue, then move it.
1206          *
1207          * Since uload is ~PPQMASK masked, no modifications are necessary if
1208          * we end up in the same run queue.
1209          *
1210          * Reset rrcount if moving to a higher-priority queue, otherwise
1211          * retain rrcount.
1212          */
1213         if ((lp->lwp_priority ^ newpriority) & ~PPQMASK) {
1214                 if (lp->lwp_priority < newpriority)
1215                         lp->lwp_rrcount = 0;
1216                 if (lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ONRUNQ) {
1217                         dfly_remrunqueue_locked(rdd, lp);
1218                         lp->lwp_priority = newpriority;
1219                         lp->lwp_rqtype = newrqtype;
1220                         lp->lwp_rqindex = (newpriority & PRIMASK) / PPQ;
1221                         dfly_setrunqueue_locked(rdd, lp);
1222                         checkpri = 1;
1223                 } else {
1224                         lp->lwp_priority = newpriority;
1225                         lp->lwp_rqtype = newrqtype;
1226                         lp->lwp_rqindex = (newpriority & PRIMASK) / PPQ;
1227                         checkpri = 0;
1228                 }
1229         } else {
1230                 /*
1231                  * In the same PPQ, uload cannot change.
1232                  */
1233                 lp->lwp_priority = newpriority;
1234                 checkpri = 1;
1235                 rcpu = -1;
1236         }
1237
1238         /*
1239          * Adjust effective load.
1240          *
1241          * Calculate load then scale up or down geometrically based on p_nice.
1242          * Processes niced up (positive) are less important, and processes
1243          * niced downard (negative) are more important.  The higher the uload,
1244          * the more important the thread.
1245          */
1246         /* 0-511, 0-100% cpu */
1247         delta_uload = lptouload(lp);
1248         delta_uload -= lp->lwp_uload;
1249         if (lp->lwp_uload + delta_uload < -32767) {
1250                 delta_uload = -32768 - lp->lwp_uload;
1251         } else if (lp->lwp_uload + delta_uload > 32767) {
1252                 delta_uload = 32767 - lp->lwp_uload;
1253         }
1254         lp->lwp_uload += delta_uload;
1255         if (lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ULOAD)
1256                 atomic_add_long(&dfly_pcpu[lp->lwp_qcpu].uload, delta_uload);
1257
1258         /*
1259          * Determine if we need to reschedule the target cpu.  This only
1260          * occurs if the LWP is already on a scheduler queue, which means
1261          * that idle cpu notification has already occured.  At most we
1262          * need only issue a need_user_resched() on the appropriate cpu.
1263          *
1264          * The LWP may be owned by a CPU different from the current one,
1265          * in which case dd->uschedcp may be modified without an MP lock
1266          * or a spinlock held.  The worst that happens is that the code
1267          * below causes a spurious need_user_resched() on the target CPU
1268          * and dd->pri to be wrong for a short period of time, both of
1269          * which are harmless.
1270          *
1271          * If checkpri is 0 we are adjusting the priority of the current
1272          * process, possibly higher (less desireable), so ignore the upri
1273          * check which will fail in that case.
1274          */
1275         if (rcpu >= 0) {
1276                 if (CPUMASK_TESTBIT(dfly_rdyprocmask, rcpu) &&
1277                     (checkpri == 0 ||
1278                      (rdd->upri & ~PRIMASK) >
1279                      (lp->lwp_priority & ~PRIMASK))) {
1280                         if (rcpu == mycpu->gd_cpuid) {
1281                                 spin_unlock(&rdd->spin);
1282                                 need_user_resched();
1283                         } else {
1284                                 spin_unlock(&rdd->spin);
1285                                 lwkt_send_ipiq(globaldata_find(rcpu),
1286                                                dfly_need_user_resched_remote,
1287                                                NULL);
1288                         }
1289                 } else {
1290                         spin_unlock(&rdd->spin);
1291                 }
1292         } else {
1293                 spin_unlock(&rdd->spin);
1294         }
1295         crit_exit();
1296 }
1297
1298 static
1299 void
1300 dfly_yield(struct lwp *lp)
1301 {
1302         if (lp->lwp_qcpu != mycpu->gd_cpuid)
1303                 return;
1304         KKASSERT(lp == curthread->td_lwp);
1305
1306         /*
1307          * Don't set need_user_resched() or mess with rrcount or anything.
1308          * the TDF flag will override everything as long as we release.
1309          */
1310         atomic_set_int(&lp->lwp_thread->td_mpflags, TDF_MP_DIDYIELD);
1311         dfly_release_curproc(lp);
1312 }
1313
1314 /*
1315  * Thread was forcefully migrated to another cpu.  Normally forced migrations
1316  * are used for iterations and the kernel returns to the original cpu before
1317  * returning and this is not needed.  However, if the kernel migrates a
1318  * thread to another cpu and wants to leave it there, it has to call this
1319  * scheduler helper.
1320  *
1321  * Note that the lwkt_migratecpu() function also released the thread, so
1322  * we don't have to worry about that.
1323  */
1324 static
1325 void
1326 dfly_changedcpu(struct lwp *lp)
1327 {
1328         dfly_pcpu_t dd = &dfly_pcpu[lp->lwp_qcpu];
1329         dfly_pcpu_t rdd = &dfly_pcpu[mycpu->gd_cpuid];
1330
1331         if (dd != rdd) {
1332                 spin_lock(&dd->spin);
1333                 dfly_changeqcpu_locked(lp, dd, rdd);
1334                 spin_unlock(&dd->spin);
1335         }
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Called from fork1() when a new child process is being created.
1340  *
1341  * Give the child process an initial estcpu that is more batch then
1342  * its parent and dock the parent for the fork (but do not
1343  * reschedule the parent).
1344  *
1345  * fast
1346  *
1347  * XXX lwp should be "spawning" instead of "forking"
1348  */
1349 static void
1350 dfly_forking(struct lwp *plp, struct lwp *lp)
1351 {
1352         int estcpu;
1353
1354         /*
1355          * Put the child 4 queue slots (out of 32) higher than the parent
1356          * (less desireable than the parent).
1357          */
1358         lp->lwp_estcpu = ESTCPULIM(plp->lwp_estcpu +
1359                                    ESTCPUPPQ * usched_dfly_forkbias);
1360         lp->lwp_forked = 1;
1361         lp->lwp_estfast = 0;
1362
1363         /*
1364          * Even though the lp will be scheduled specially the first time
1365          * due to lp->lwp_forked, it is important to initialize lwp_qcpu
1366          * to avoid favoring a fixed cpu.
1367          */
1368 #if 0
1369         static uint16_t save_cpu;
1370         lp->lwp_qcpu = ++save_cpu % ncpus;
1371 #else
1372         lp->lwp_qcpu = plp->lwp_qcpu;
1373         if (CPUMASK_TESTBIT(lp->lwp_cpumask, lp->lwp_qcpu) == 0)
1374                 lp->lwp_qcpu = BSFCPUMASK(lp->lwp_cpumask);
1375 #endif
1376
1377         /*
1378          * Dock the parent a cost for the fork, protecting us from fork
1379          * bombs.  If the parent is forking quickly this makes both the
1380          * parent and child more batchy.
1381          */
1382         estcpu = plp->lwp_estcpu + ESTCPUPPQ / 16;
1383         plp->lwp_estcpu = ESTCPULIM(estcpu);
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Called when a lwp is being removed from this scheduler, typically
1388  * during lwp_exit().  We have to clean out any ULOAD accounting before
1389  * we can let the lp go.  The dd->spin lock is not needed for uload
1390  * updates.
1391  *
1392  * Scheduler dequeueing has already occurred, no further action in that
1393  * regard is needed.
1394  */
1395 static void
1396 dfly_exiting(struct lwp *lp, struct proc *child_proc)
1397 {
1398         dfly_pcpu_t dd = &dfly_pcpu[lp->lwp_qcpu];
1399
1400         if (lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ULOAD) {
1401                 atomic_clear_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_ULOAD);
1402                 atomic_add_long(&dd->uload, -lp->lwp_uload);
1403                 atomic_add_int(&dd->ucount, -1);
1404         }
1405 }
1406
1407 /*
1408  * This function cannot block in any way, but spinlocks are ok.
1409  *
1410  * Update the uload based on the state of the thread (whether it is going
1411  * to sleep or running again).  The uload is meant to be a longer-term
1412  * load and not an instantanious load.
1413  */
1414 static void
1415 dfly_uload_update(struct lwp *lp)
1416 {
1417         dfly_pcpu_t dd = &dfly_pcpu[lp->lwp_qcpu];
1418
1419         if (lp->lwp_thread->td_flags & TDF_RUNQ) {
1420                 if ((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ULOAD) == 0) {
1421                         spin_lock(&dd->spin);
1422                         if ((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ULOAD) == 0) {
1423                                 atomic_set_int(&lp->lwp_mpflags,
1424                                                LWP_MP_ULOAD);
1425                                 atomic_add_long(&dd->uload, lp->lwp_uload);
1426                                 atomic_add_int(&dd->ucount, 1);
1427                         }
1428                         spin_unlock(&dd->spin);
1429                 }
1430         } else if (lp->lwp_slptime > 0) {
1431                 if (lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ULOAD) {
1432                         spin_lock(&dd->spin);
1433                         if (lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ULOAD) {
1434                                 atomic_clear_int(&lp->lwp_mpflags,
1435                                                  LWP_MP_ULOAD);
1436                                 atomic_add_long(&dd->uload, -lp->lwp_uload);
1437                                 atomic_add_int(&dd->ucount, -1);
1438                         }
1439                         spin_unlock(&dd->spin);
1440                 }
1441         }
1442 }
1443
1444 /*
1445  * chooseproc() is called when a cpu needs a user process to LWKT schedule,
1446  * it selects a user process and returns it.  If chklp is non-NULL and chklp
1447  * has a better or equal priority then the process that would otherwise be
1448  * chosen, NULL is returned.
1449  *
1450  * Until we fix the RUNQ code the chklp test has to be strict or we may
1451  * bounce between processes trying to acquire the current process designation.
1452  *
1453  * Must be called with rdd->spin locked.  The spinlock is left intact through
1454  * the entire routine.  dd->spin does not have to be locked.
1455  *
1456  * If worst is non-zero this function finds the worst thread instead of the
1457  * best thread (used by the schedulerclock-based rover).
1458  */
1459 static
1460 struct lwp *
1461 dfly_chooseproc_locked(dfly_pcpu_t rdd, dfly_pcpu_t dd,
1462                        struct lwp *chklp, int worst)
1463 {
1464         struct lwp *lp;
1465         struct rq *q;
1466         u_int32_t *which;
1467         u_int32_t pri;
1468         u_int32_t rtqbits;
1469         u_int32_t tsqbits;
1470         u_int32_t idqbits;
1471
1472         /*
1473          * Select best or worst process.  Once selected, clear the bit
1474          * in our local variable (idqbits, tsqbits, or rtqbits) just
1475          * in case we have to loop.
1476          */
1477         rtqbits = rdd->rtqueuebits;
1478         tsqbits = rdd->queuebits;
1479         idqbits = rdd->idqueuebits;
1480
1481 loopfar:
1482         if (worst) {
1483                 if (idqbits) {
1484                         pri = bsrl(idqbits);
1485                         idqbits &= ~(1U << pri);
1486                         q = &rdd->idqueues[pri];
1487                         which = &rdd->idqueuebits;
1488                 } else if (tsqbits) {
1489                         pri = bsrl(tsqbits);
1490                         tsqbits &= ~(1U << pri);
1491                         q = &rdd->queues[pri];
1492                         which = &rdd->queuebits;
1493                 } else if (rtqbits) {
1494                         pri = bsrl(rtqbits);
1495                         rtqbits &= ~(1U << pri);
1496                         q = &rdd->rtqueues[pri];
1497                         which = &rdd->rtqueuebits;
1498                 } else {
1499                         return (NULL);
1500                 }
1501                 lp = TAILQ_LAST(q, rq);
1502         } else {
1503                 if (rtqbits) {
1504                         pri = bsfl(rtqbits);
1505                         rtqbits &= ~(1U << pri);
1506                         q = &rdd->rtqueues[pri];
1507                         which = &rdd->rtqueuebits;
1508                 } else if (tsqbits) {
1509                         pri = bsfl(tsqbits);
1510                         tsqbits &= ~(1U << pri);
1511                         q = &rdd->queues[pri];
1512                         which = &rdd->queuebits;
1513                 } else if (idqbits) {
1514                         pri = bsfl(idqbits);
1515                         idqbits &= ~(1U << pri);
1516                         q = &rdd->idqueues[pri];
1517                         which = &rdd->idqueuebits;
1518                 } else {
1519                         return (NULL);
1520                 }
1521                 lp = TAILQ_FIRST(q);
1522         }
1523         KASSERT(lp, ("chooseproc: no lwp on busy queue"));
1524
1525 loopnear:
1526         /*
1527          * If the passed lwp <chklp> is reasonably close to the selected
1528          * lwp <lp>, return NULL (indicating that <chklp> should be kept).
1529          *
1530          * Note that we must error on the side of <chklp> to avoid bouncing
1531          * between threads in the acquire code.
1532          */
1533         if (chklp) {
1534                 if (chklp->lwp_priority < lp->lwp_priority + PPQ)
1535                         return(NULL);
1536         }
1537
1538         /*
1539          * When rdd != dd, we have to make sure that the process we
1540          * are pulling is allow to run on our cpu.  This alternative
1541          * path is a bit more expensive but its not considered to be
1542          * in the critical path.
1543          */
1544         if (rdd != dd && CPUMASK_TESTBIT(lp->lwp_cpumask, dd->cpuid) == 0) {
1545                 if (worst)
1546                         lp = TAILQ_PREV(lp, rq, lwp_procq);
1547                 else
1548                         lp = TAILQ_NEXT(lp, lwp_procq);
1549                 if (lp)
1550                         goto loopnear;
1551                 goto loopfar;
1552         }
1553
1554         KTR_COND_LOG(usched_chooseproc,
1555             lp->lwp_proc->p_pid == usched_dfly_pid_debug,
1556             lp->lwp_proc->p_pid,
1557             lp->lwp_thread->td_gd->gd_cpuid,
1558             mycpu->gd_cpuid);
1559
1560         KASSERT((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ONRUNQ) != 0, ("not on runq6!"));
1561         atomic_clear_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_ONRUNQ);
1562         TAILQ_REMOVE(q, lp, lwp_procq);
1563         --rdd->runqcount;
1564         if (TAILQ_EMPTY(q))
1565                 *which &= ~(1 << pri);
1566
1567         /*
1568          * If we are choosing a process from rdd with the intent to
1569          * move it to dd, lwp_qcpu must be adjusted while rdd's spinlock
1570          * is still held.
1571          */
1572         if (rdd != dd) {
1573                 if (lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ULOAD) {
1574                         atomic_add_long(&rdd->uload, -lp->lwp_uload);
1575                         atomic_add_int(&rdd->ucount, -1);
1576                 }
1577                 lp->lwp_qcpu = dd->cpuid;
1578                 atomic_add_long(&dd->uload, lp->lwp_uload);
1579                 atomic_add_int(&dd->ucount, 1);
1580                 atomic_set_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_ULOAD);
1581         }
1582         return lp;
1583 }
1584
1585 /*
1586  * USED TO PUSH RUNNABLE LWPS TO THE LEAST LOADED CPU.
1587  *
1588  * Choose a cpu node to schedule lp on, hopefully nearby its current
1589  * node.
1590  *
1591  * We give the current node a modest advantage for obvious reasons.
1592  *
1593  * We also give the node the thread was woken up FROM a slight advantage
1594  * in order to try to schedule paired threads which synchronize/block waiting
1595  * for each other fairly close to each other.  Similarly in a network setting
1596  * this feature will also attempt to place a user process near the kernel
1597  * protocol thread that is feeding it data.  THIS IS A CRITICAL PART of the
1598  * algorithm as it heuristically groups synchronizing processes for locality
1599  * of reference in multi-socket systems.
1600  *
1601  * We check against running processes and give a big advantage if there
1602  * are none running.
1603  *
1604  * The caller will normally dfly_setrunqueue() lp on the returned queue.
1605  *
1606  * When the topology is known choose a cpu whos group has, in aggregate,
1607  * has the lowest weighted load.
1608  */
1609 static
1610 dfly_pcpu_t
1611 dfly_choose_best_queue(struct lwp *lp)
1612 {
1613         cpumask_t wakemask;
1614         cpumask_t mask;
1615         cpu_node_t *cpup;
1616         cpu_node_t *cpun;
1617         cpu_node_t *cpub;
1618         dfly_pcpu_t dd = &dfly_pcpu[lp->lwp_qcpu];
1619         dfly_pcpu_t rdd;
1620         int wakecpu;
1621         int cpuid;
1622         int n;
1623         long load;
1624         long lowest_load;
1625
1626         /*
1627          * When the topology is unknown choose a random cpu that is hopefully
1628          * idle.
1629          */
1630         if (dd->cpunode == NULL)
1631                 return (dfly_choose_queue_simple(dd, lp));
1632
1633         /*
1634          * Pairing mask
1635          */
1636         if ((wakecpu = lp->lwp_thread->td_wakefromcpu) >= 0)
1637                 wakemask = dfly_pcpu[wakecpu].cpumask;
1638         else
1639                 CPUMASK_ASSZERO(wakemask);
1640
1641         /*
1642          * When the topology is known choose a cpu whos group has, in
1643          * aggregate, has the lowest weighted load.
1644          */
1645         cpup = root_cpu_node;
1646         rdd = dd;
1647
1648         while (cpup) {
1649                 /*
1650                  * Degenerate case super-root
1651                  */
1652                 if (cpup->child_no == 1) {
1653                         cpup = cpup->child_node[0];
1654                         continue;
1655                 }
1656
1657                 /*
1658                  * Terminal cpunode
1659                  */
1660                 if (cpup->child_no == 0) {
1661                         rdd = &dfly_pcpu[BSFCPUMASK(cpup->members)];
1662                         break;
1663                 }
1664
1665                 cpub = NULL;
1666                 lowest_load = 0x7FFFFFFFFFFFFFFFLL;
1667
1668                 for (n = 0; n < cpup->child_no; ++n) {
1669                         /*
1670                          * Accumulate load information for all cpus
1671                          * which are members of this node.
1672                          */
1673                         int count;
1674
1675                         cpun = cpup->child_node[n];
1676                         mask = cpun->members;
1677                         CPUMASK_ANDMASK(mask, usched_global_cpumask);
1678                         CPUMASK_ANDMASK(mask, smp_active_mask);
1679                         CPUMASK_ANDMASK(mask, lp->lwp_cpumask);
1680                         if (CPUMASK_TESTZERO(mask))
1681                                 continue;
1682
1683                         load = 0;
1684                         count = 0;
1685
1686                         while (CPUMASK_TESTNZERO(mask)) {
1687                                 cpuid = BSFCPUMASK(mask);
1688                                 rdd = &dfly_pcpu[cpuid];
1689
1690                                 if (rdd->uschedcp == NULL &&
1691                                     rdd->runqcount == 0 &&
1692                                     rdd->gd->gd_tdrunqcount == 0
1693                                 ) {
1694                                         load += rdd->uload / 2;
1695                                         load += rdd->ucount *
1696                                                 usched_dfly_weight3 / 2;
1697                                 } else {
1698                                         load += rdd->uload;
1699                                         load += rdd->ucount *
1700                                                 usched_dfly_weight3;
1701                                 }
1702                                 CPUMASK_NANDBIT(mask, cpuid);
1703                                 ++count;
1704                         }
1705
1706                         /*
1707                          * Compensate if the lp is already accounted for in
1708                          * the aggregate uload for this mask set.  We want
1709                          * to calculate the loads as if lp were not present,
1710                          * otherwise the calculation is bogus.
1711                          */
1712                         if ((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ULOAD) &&
1713                             CPUMASK_TESTMASK(dd->cpumask, cpun->members)) {
1714                                 load -= lp->lwp_uload;
1715                                 load -= usched_dfly_weight3;    /* ucount */
1716                         }
1717
1718                         load /= count;
1719
1720                         /*
1721                          * Advantage the cpu group (lp) is already on.
1722                          */
1723                         if (CPUMASK_TESTMASK(cpun->members, dd->cpumask))
1724                                 load -= usched_dfly_weight1;
1725
1726                         /*
1727                          * Advantage nodes with more memory
1728                          */
1729                         if (usched_dfly_node_mem) {
1730                                 load -= cpun->phys_mem * usched_dfly_weight5 /
1731                                         usched_dfly_node_mem;
1732                         }
1733
1734                         /*
1735                          * Advantage the cpu group we want to pair (lp) to,
1736                          * but don't let it go to the exact same cpu as
1737                          * the wakecpu target.
1738                          *
1739                          * We do this by checking whether cpun is a
1740                          * terminal node or not.  All cpun's at the same
1741                          * level will either all be terminal or all not
1742                          * terminal.
1743                          *
1744                          * If it is and we match we disadvantage the load.
1745                          * If it is and we don't match we advantage the load.
1746                          *
1747                          * Also note that we are effectively disadvantaging
1748                          * all-but-one by the same amount, so it won't effect
1749                          * the weight1 factor for the all-but-one nodes.
1750                          */
1751                         if (CPUMASK_TESTMASK(cpun->members, wakemask)) {
1752                                 if (cpun->child_no != 0) {
1753                                         /* advantage */
1754                                         load -= usched_dfly_weight2;
1755                                 } else {
1756                                         if (usched_dfly_features & 0x10)
1757                                                 load += usched_dfly_weight2;
1758                                         else
1759                                                 load -= usched_dfly_weight2;
1760                                 }
1761                         }
1762
1763                         /*
1764                          * Calculate the best load
1765                          */
1766                         if (cpub == NULL || lowest_load > load ||
1767                             (lowest_load == load &&
1768                              CPUMASK_TESTMASK(cpun->members, dd->cpumask))
1769                         ) {
1770                                 lowest_load = load;
1771                                 cpub = cpun;
1772                         }
1773                 }
1774                 cpup = cpub;
1775         }
1776         /* Dispatch this outcast to a proper CPU. */
1777         if (__predict_false(CPUMASK_TESTBIT(lp->lwp_cpumask, rdd->cpuid) == 0))
1778                 rdd = &dfly_pcpu[BSFCPUMASK(lp->lwp_cpumask)];
1779         if (usched_dfly_chooser > 0) {
1780                 --usched_dfly_chooser;          /* only N lines */
1781                 kprintf("lp %02d->%02d %s\n",
1782                         lp->lwp_qcpu, rdd->cpuid, lp->lwp_proc->p_comm);
1783         }
1784         return (rdd);
1785 }
1786
1787 /*
1788  * USED TO PULL RUNNABLE LWPS FROM THE MOST LOADED CPU.
1789  *
1790  * Choose the worst queue close to dd's cpu node with a non-empty runq
1791  * that is NOT dd.
1792  *
1793  * This is used by the thread chooser when the current cpu's queues are
1794  * empty to steal a thread from another cpu's queue.  We want to offload
1795  * the most heavily-loaded queue.
1796  *
1797  * However, we do not want to steal from far-away nodes who themselves
1798  * have idle cpu's that are more suitable to distribute the far-away
1799  * thread to.
1800  */
1801 static
1802 dfly_pcpu_t
1803 dfly_choose_worst_queue(dfly_pcpu_t dd, int forceit)
1804 {
1805         cpumask_t mask;
1806         cpu_node_t *cpup;
1807         cpu_node_t *cpun;
1808         cpu_node_t *cpub;
1809         dfly_pcpu_t rdd;
1810         int cpuid;
1811         int n;
1812         long load;
1813         long highest_load;
1814 #if 0
1815         int pri;
1816         int hpri;
1817 #endif
1818
1819         /*
1820          * When the topology is unknown choose a random cpu that is hopefully
1821          * idle.
1822          */
1823         if (dd->cpunode == NULL) {
1824                 return (NULL);
1825         }
1826
1827         /*
1828          * When the topology is known choose a cpu whos group has, in
1829          * aggregate, has the highest weighted load.
1830          */
1831         cpup = root_cpu_node;
1832         rdd = dd;
1833         while (cpup) {
1834                 /*
1835                  * Degenerate case super-root
1836                  */
1837                 if (cpup->child_no == 1) {
1838                         cpup = cpup->child_node[0];
1839                         continue;
1840                 }
1841
1842                 /*
1843                  * Terminal cpunode
1844                  */
1845                 if (cpup->child_no == 0) {
1846                         rdd = &dfly_pcpu[BSFCPUMASK(cpup->members)];
1847                         break;
1848                 }
1849
1850                 cpub = NULL;
1851                 highest_load = -0x7FFFFFFFFFFFFFFFLL;
1852
1853                 for (n = 0; n < cpup->child_no; ++n) {
1854                         /*
1855                          * Accumulate load information for all cpus
1856                          * which are members of this node.
1857                          */
1858                         int count;
1859
1860                         cpun = cpup->child_node[n];
1861                         mask = cpun->members;
1862                         CPUMASK_ANDMASK(mask, usched_global_cpumask);
1863                         CPUMASK_ANDMASK(mask, smp_active_mask);
1864                         if (CPUMASK_TESTZERO(mask))
1865                                 continue;
1866
1867                         load = 0;
1868                         count = 0;
1869
1870                         while (CPUMASK_TESTNZERO(mask)) {
1871                                 cpuid = BSFCPUMASK(mask);
1872                                 rdd = &dfly_pcpu[cpuid];
1873
1874                                 if (rdd->uschedcp == NULL &&
1875                                     rdd->runqcount == 0 &&
1876                                     rdd->gd->gd_tdrunqcount == 0
1877                                 ) {
1878                                         load += rdd->uload / 2;
1879                                         load += rdd->ucount *
1880                                                 usched_dfly_weight3 / 2;
1881                                 } else {
1882                                         load += rdd->uload;
1883                                         load += rdd->ucount *
1884                                                 usched_dfly_weight3;
1885                                 }
1886                                 CPUMASK_NANDBIT(mask, cpuid);
1887                                 ++count;
1888                         }
1889                         load /= count;
1890
1891                         /*
1892                          * Advantage the cpu group (dd) is already on.
1893                          *
1894                          * When choosing the worst queue we reverse the
1895                          * sign, but only count half the weight.
1896                          *
1897                          * weight1 needs to be high enough to be stable,
1898                          * but this can also cause it to be too sticky,
1899                          * so the iterator which rebalances the load sets
1900                          * forceit to ignore it.
1901                          */
1902                         if (forceit == 0 &&
1903                             CPUMASK_TESTMASK(dd->cpumask, cpun->members)) {
1904                                 load += usched_dfly_weight1 / 2;
1905                         }
1906
1907                         /*
1908                          * Disadvantage nodes with more memory (same sign).
1909                          */
1910                         if (usched_dfly_node_mem) {
1911                                 load -= cpun->phys_mem * usched_dfly_weight5 /
1912                                         usched_dfly_node_mem;
1913                         }
1914
1915
1916                         /*
1917                          * The best candidate is the one with the worst
1918                          * (highest) load.
1919                          */
1920                         if (cpub == NULL || highest_load < load ||
1921                             (highest_load == load &&
1922                              CPUMASK_TESTMASK(cpun->members, dd->cpumask))) {
1923                                 highest_load = load;
1924                                 cpub = cpun;
1925                         }
1926                 }
1927                 cpup = cpub;
1928         }
1929
1930         /*
1931          * We never return our own node (dd), and only return a remote
1932          * node if it's load is significantly worse than ours (i.e. where
1933          * stealing a thread would be considered reasonable).
1934          *
1935          * This also helps us avoid breaking paired threads apart which
1936          * can have disastrous effects on performance.
1937          */
1938         if (rdd == dd)
1939                 return(NULL);
1940
1941 #if 0
1942         hpri = 0;
1943         if (rdd->rtqueuebits && hpri < (pri = bsrl(rdd->rtqueuebits)))
1944                 hpri = pri;
1945         if (rdd->queuebits && hpri < (pri = bsrl(rdd->queuebits)))
1946                 hpri = pri;
1947         if (rdd->idqueuebits && hpri < (pri = bsrl(rdd->idqueuebits)))
1948                 hpri = pri;
1949         hpri *= PPQ;
1950         if (rdd->uload - hpri < dd->uload + hpri)
1951                 return(NULL);
1952 #endif
1953         return (rdd);
1954 }
1955
1956 static
1957 dfly_pcpu_t
1958 dfly_choose_queue_simple(dfly_pcpu_t dd, struct lwp *lp)
1959 {
1960         dfly_pcpu_t rdd;
1961         cpumask_t tmpmask;
1962         cpumask_t mask;
1963         int cpubase;
1964         int cpuid;
1965
1966         /*
1967          * Fallback to the original heuristic, select random cpu,
1968          * first checking the cpus not currently running a user thread.
1969          *
1970          * Use cpuid as the base cpu in our scan, first checking
1971          * cpuid...(ncpus-1), then 0...(cpuid-1).  This avoid favoring
1972          * lower-numbered cpus.
1973          */
1974         ++dd->scancpu;          /* SMP race ok */
1975         mask = dfly_rdyprocmask;
1976         CPUMASK_NANDMASK(mask, dfly_curprocmask);
1977         CPUMASK_ANDMASK(mask, lp->lwp_cpumask);
1978         CPUMASK_ANDMASK(mask, smp_active_mask);
1979         CPUMASK_ANDMASK(mask, usched_global_cpumask);
1980
1981         cpubase = (int)(dd->scancpu % ncpus);
1982         CPUMASK_ASSBMASK(tmpmask, cpubase);
1983         CPUMASK_INVMASK(tmpmask);
1984         CPUMASK_ANDMASK(tmpmask, mask);
1985         while (CPUMASK_TESTNZERO(tmpmask)) {
1986                 cpuid = BSFCPUMASK(tmpmask);
1987                 rdd = &dfly_pcpu[cpuid];
1988
1989                 if ((rdd->upri & ~PPQMASK) >= (lp->lwp_priority & ~PPQMASK))
1990                         goto found;
1991                 CPUMASK_NANDBIT(tmpmask, cpuid);
1992         }
1993
1994         CPUMASK_ASSBMASK(tmpmask, cpubase);
1995         CPUMASK_ANDMASK(tmpmask, mask);
1996         while (CPUMASK_TESTNZERO(tmpmask)) {
1997                 cpuid = BSFCPUMASK(tmpmask);
1998                 rdd = &dfly_pcpu[cpuid];
1999
2000                 if ((rdd->upri & ~PPQMASK) >= (lp->lwp_priority & ~PPQMASK))
2001                         goto found;
2002                 CPUMASK_NANDBIT(tmpmask, cpuid);
2003         }
2004
2005         /*
2006          * Then cpus which might have a currently running lp
2007          */
2008         mask = dfly_rdyprocmask;
2009         CPUMASK_ANDMASK(mask, dfly_curprocmask);
2010         CPUMASK_ANDMASK(mask, lp->lwp_cpumask);
2011         CPUMASK_ANDMASK(mask, smp_active_mask);
2012         CPUMASK_ANDMASK(mask, usched_global_cpumask);
2013
2014         CPUMASK_ASSBMASK(tmpmask, cpubase);
2015         CPUMASK_INVMASK(tmpmask);
2016         CPUMASK_ANDMASK(tmpmask, mask);
2017         while (CPUMASK_TESTNZERO(tmpmask)) {
2018                 cpuid = BSFCPUMASK(tmpmask);
2019                 rdd = &dfly_pcpu[cpuid];
2020
2021                 if ((rdd->upri & ~PPQMASK) > (lp->lwp_priority & ~PPQMASK))
2022                         goto found;
2023                 CPUMASK_NANDBIT(tmpmask, cpuid);
2024         }
2025
2026         CPUMASK_ASSBMASK(tmpmask, cpubase);
2027         CPUMASK_ANDMASK(tmpmask, mask);
2028         while (CPUMASK_TESTNZERO(tmpmask)) {
2029                 cpuid = BSFCPUMASK(tmpmask);
2030                 rdd = &dfly_pcpu[cpuid];
2031
2032                 if ((rdd->upri & ~PPQMASK) > (lp->lwp_priority & ~PPQMASK))
2033                         goto found;
2034                 CPUMASK_NANDBIT(tmpmask, cpuid);
2035         }
2036
2037         /*
2038          * If we cannot find a suitable cpu we round-robin using scancpu.
2039          * Other cpus will pickup as they release their current lwps or
2040          * become ready.
2041          *
2042          * Avoid a degenerate system lockup case if usched_global_cpumask
2043          * is set to 0 or otherwise does not cover lwp_cpumask.
2044          *
2045          * We only kick the target helper thread in this case, we do not
2046          * set the user resched flag because
2047          */
2048         cpuid = cpubase;
2049         if (CPUMASK_TESTBIT(lp->lwp_cpumask, cpuid) == 0)
2050                 cpuid = BSFCPUMASK(lp->lwp_cpumask);
2051         else if (CPUMASK_TESTBIT(usched_global_cpumask, cpuid) == 0)
2052                 cpuid = 0;
2053         rdd = &dfly_pcpu[cpuid];
2054 found:
2055         return (rdd);
2056 }
2057
2058 static
2059 void
2060 dfly_need_user_resched_remote(void *dummy)
2061 {
2062         globaldata_t gd = mycpu;
2063         dfly_pcpu_t  dd = &dfly_pcpu[gd->gd_cpuid];
2064
2065         /*
2066          * Flag reschedule needed
2067          */
2068         need_user_resched();
2069
2070         /*
2071          * If no user thread is currently running we need to kick the helper
2072          * on our cpu to recover.  Otherwise the cpu will never schedule
2073          * anything again.
2074          *
2075          * We cannot schedule the process ourselves because this is an
2076          * IPI callback and we cannot acquire spinlocks in an IPI callback.
2077          *
2078          * Call wakeup_mycpu to avoid sending IPIs to other CPUs
2079          */
2080         if (dd->uschedcp == NULL && (dd->flags & DFLY_PCPU_RDYMASK)) {
2081                 ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(dfly_rdyprocmask, gd->gd_cpuid);
2082                 dd->flags &= ~DFLY_PCPU_RDYMASK;
2083                 wakeup_mycpu(dd->helper_thread);
2084         }
2085 }
2086
2087 /*
2088  * dfly_remrunqueue_locked() removes a given process from the run queue
2089  * that it is on, clearing the queue busy bit if it becomes empty.
2090  *
2091  * Note that user process scheduler is different from the LWKT schedule.
2092  * The user process scheduler only manages user processes but it uses LWKT
2093  * underneath, and a user process operating in the kernel will often be
2094  * 'released' from our management.
2095  *
2096  * uload is NOT adjusted here.  It is only adjusted if the lwkt_thread goes
2097  * to sleep or the lwp is moved to a different runq.
2098  */
2099 static void
2100 dfly_remrunqueue_locked(dfly_pcpu_t rdd, struct lwp *lp)
2101 {
2102         struct rq *q;
2103         u_int32_t *which;
2104         u_int8_t pri;
2105
2106         KKASSERT(rdd->runqcount >= 0);
2107
2108         pri = lp->lwp_rqindex;
2109
2110         switch(lp->lwp_rqtype) {
2111         case RTP_PRIO_NORMAL:
2112                 q = &rdd->queues[pri];
2113                 which = &rdd->queuebits;
2114                 break;
2115         case RTP_PRIO_REALTIME:
2116         case RTP_PRIO_FIFO:
2117                 q = &rdd->rtqueues[pri];
2118                 which = &rdd->rtqueuebits;
2119                 break;
2120         case RTP_PRIO_IDLE:
2121                 q = &rdd->idqueues[pri];
2122                 which = &rdd->idqueuebits;
2123                 break;
2124         default:
2125                 panic("remrunqueue: invalid rtprio type");
2126                 /* NOT REACHED */
2127         }
2128         KKASSERT(lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ONRUNQ);
2129         atomic_clear_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_ONRUNQ);
2130         TAILQ_REMOVE(q, lp, lwp_procq);
2131         --rdd->runqcount;
2132         if (TAILQ_EMPTY(q)) {
2133                 KASSERT((*which & (1 << pri)) != 0,
2134                         ("remrunqueue: remove from empty queue"));
2135                 *which &= ~(1 << pri);
2136         }
2137 }
2138
2139 /*
2140  * dfly_setrunqueue_locked()
2141  *
2142  * Add a process whos rqtype and rqindex had previously been calculated
2143  * onto the appropriate run queue.   Determine if the addition requires
2144  * a reschedule on a cpu and return the cpuid or -1.
2145  *
2146  * NOTE:          Lower priorities are better priorities.
2147  *
2148  * NOTE ON ULOAD: This variable specifies the aggregate load on a cpu, the
2149  *                sum of the rough lwp_priority for all running and runnable
2150  *                processes.  Lower priority processes (higher lwp_priority
2151  *                values) actually DO count as more load, not less, because
2152  *                these are the programs which require the most care with
2153  *                regards to cpu selection.
2154  */
2155 static void
2156 dfly_setrunqueue_locked(dfly_pcpu_t rdd, struct lwp *lp)
2157 {
2158         u_int32_t *which;
2159         struct rq *q;
2160         int pri;
2161
2162         KKASSERT(lp->lwp_qcpu == rdd->cpuid);
2163
2164         if ((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ULOAD) == 0) {
2165                 atomic_set_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_ULOAD);
2166                 atomic_add_long(&rdd->uload, lp->lwp_uload);
2167                 atomic_add_int(&rdd->ucount, 1);
2168         }
2169
2170         pri = lp->lwp_rqindex;
2171
2172         switch(lp->lwp_rqtype) {
2173         case RTP_PRIO_NORMAL:
2174                 q = &rdd->queues[pri];
2175                 which = &rdd->queuebits;
2176                 break;
2177         case RTP_PRIO_REALTIME:
2178         case RTP_PRIO_FIFO:
2179                 q = &rdd->rtqueues[pri];
2180                 which = &rdd->rtqueuebits;
2181                 break;
2182         case RTP_PRIO_IDLE:
2183                 q = &rdd->idqueues[pri];
2184                 which = &rdd->idqueuebits;
2185                 break;
2186         default:
2187                 panic("remrunqueue: invalid rtprio type");
2188                 /* NOT REACHED */
2189         }
2190
2191         /*
2192          * Place us on the selected queue.  Determine if we should be
2193          * placed at the head of the queue or at the end.
2194          *
2195          * We are placed at the tail if our round-robin count has expired,
2196          * or is about to expire and the system thinks its a good place to
2197          * round-robin, or there is already a next thread on the queue
2198          * (it might be trying to pick up where it left off and we don't
2199          * want to interfere).
2200          */
2201         KKASSERT((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ONRUNQ) == 0);
2202         atomic_set_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_ONRUNQ);
2203         ++rdd->runqcount;
2204
2205         if (lp->lwp_rrcount >= usched_dfly_rrinterval ||
2206             (lp->lwp_rrcount >= usched_dfly_rrinterval / 2 &&
2207              (lp->lwp_thread->td_mpflags & TDF_MP_BATCH_DEMARC))
2208         ) {
2209                 /*
2210                  * Place on tail
2211                  */
2212                 atomic_clear_int(&lp->lwp_thread->td_mpflags,
2213                                  TDF_MP_BATCH_DEMARC);
2214                 lp->lwp_rrcount = 0;
2215                 TAILQ_INSERT_TAIL(q, lp, lwp_procq);
2216         } else {
2217                 /*
2218                  * Retain rrcount and place on head.  Count is retained
2219                  * even if the queue is empty.
2220                  */
2221                 TAILQ_INSERT_HEAD(q, lp, lwp_procq);
2222         }
2223         *which |= 1 << pri;
2224 }
2225
2226 /*
2227  * For SMP systems a user scheduler helper thread is created for each
2228  * cpu and is used to allow one cpu to wakeup another for the purposes of
2229  * scheduling userland threads from setrunqueue().
2230  *
2231  * UP systems do not need the helper since there is only one cpu.
2232  *
2233  * We can't use the idle thread for this because we might block.
2234  * Additionally, doing things this way allows us to HLT idle cpus
2235  * on MP systems.
2236  */
2237 static void
2238 dfly_helper_thread(void *dummy)
2239 {
2240     globaldata_t gd;
2241     dfly_pcpu_t dd;
2242     dfly_pcpu_t rdd;
2243     struct lwp *nlp;
2244     cpumask_t mask;
2245     int cpuid;
2246
2247     gd = mycpu;
2248     cpuid = gd->gd_cpuid;       /* doesn't change */
2249     mask = gd->gd_cpumask;      /* doesn't change */
2250     dd = &dfly_pcpu[cpuid];
2251
2252     /*
2253      * Initial interlock, make sure all dfly_pcpu[] structures have
2254      * been initialized before proceeding.
2255      */
2256     lockmgr(&usched_dfly_config_lk, LK_SHARED);
2257     lockmgr(&usched_dfly_config_lk, LK_RELEASE);
2258
2259     /*
2260      * Since we only want to be woken up only when no user processes
2261      * are scheduled on a cpu, run at an ultra low priority.
2262      */
2263     lwkt_setpri_self(TDPRI_USER_SCHEDULER);
2264
2265     for (;;) {
2266         /*
2267          * We use the LWKT deschedule-interlock trick to avoid racing
2268          * dfly_rdyprocmask.  This means we cannot block through to the
2269          * manual lwkt_switch() call we make below.
2270          */
2271         crit_enter_gd(gd);
2272         tsleep_interlock(dd->helper_thread, 0);
2273
2274         spin_lock(&dd->spin);
2275         if ((dd->flags & DFLY_PCPU_RDYMASK) == 0) {
2276                 ATOMIC_CPUMASK_ORMASK(dfly_rdyprocmask, mask);
2277                 dd->flags |= DFLY_PCPU_RDYMASK;
2278         }
2279         clear_user_resched();   /* This satisfied the reschedule request */
2280 #if 0
2281         dd->rrcount = 0;        /* Reset the round-robin counter */
2282 #endif
2283
2284         if (dd->runqcount || dd->uschedcp != NULL) {
2285                 /*
2286                  * Threads are available.  A thread may or may not be
2287                  * currently scheduled.  Get the best thread already queued
2288                  * to this cpu.
2289                  */
2290                 nlp = dfly_chooseproc_locked(dd, dd, dd->uschedcp, 0);
2291                 if (nlp) {
2292                         if ((dd->flags & DFLY_PCPU_CURMASK) == 0) {
2293                                 ATOMIC_CPUMASK_ORMASK(dfly_curprocmask, mask);
2294                                 dd->flags |= DFLY_PCPU_CURMASK;
2295                         }
2296                         dd->upri = nlp->lwp_priority;
2297                         dd->uschedcp = nlp;
2298 #if 0
2299                         dd->rrcount = 0;        /* reset round robin */
2300 #endif
2301                         spin_unlock(&dd->spin);
2302                         lwkt_acquire(nlp->lwp_thread);
2303                         lwkt_schedule(nlp->lwp_thread);
2304                 } else {
2305                         /*
2306                          * This situation should not occur because we had
2307                          * at least one thread available.
2308                          */
2309                         spin_unlock(&dd->spin);
2310                 }
2311         } else if (usched_dfly_features & 0x01) {
2312                 /*
2313                  * This cpu is devoid of runnable threads, steal a thread
2314                  * from another cpu.  Since we're stealing, might as well
2315                  * load balance at the same time.
2316                  *
2317                  * We choose the highest-loaded thread from the worst queue.
2318                  *
2319                  * NOTE! This function only returns a non-NULL rdd when
2320                  *       another cpu's queue is obviously overloaded.  We
2321                  *       do not want to perform the type of rebalancing
2322                  *       the schedclock does here because it would result
2323                  *       in insane process pulling when 'steady' state is
2324                  *       partially unbalanced (e.g. 6 runnables and only
2325                  *       4 cores).
2326                  */
2327                 rdd = dfly_choose_worst_queue(dd, 0);
2328                 if (rdd && dd->uload + usched_dfly_weight6 < rdd->uload &&
2329                     spin_trylock(&rdd->spin)) {
2330                         nlp = dfly_chooseproc_locked(rdd, dd, NULL, 1);
2331                         spin_unlock(&rdd->spin);
2332                 } else {
2333                         nlp = NULL;
2334                 }
2335                 if (nlp) {
2336                         if ((dd->flags & DFLY_PCPU_CURMASK) == 0) {
2337                                 ATOMIC_CPUMASK_ORMASK(dfly_curprocmask, mask);
2338                                 dd->flags |= DFLY_PCPU_CURMASK;
2339                         }
2340                         dd->upri = nlp->lwp_priority;
2341                         dd->uschedcp = nlp;
2342 #if 0
2343                         dd->rrcount = 0;        /* reset round robin */
2344 #endif
2345                         spin_unlock(&dd->spin);
2346                         lwkt_acquire(nlp->lwp_thread);
2347                         lwkt_schedule(nlp->lwp_thread);
2348                 } else {
2349                         /*
2350                          * Leave the thread on our run queue.  Another
2351                          * scheduler will try to pull it later.
2352                          */
2353                         spin_unlock(&dd->spin);
2354                 }
2355         } else {
2356                 /*
2357                  * devoid of runnable threads and not allowed to steal
2358                  * any.
2359                  */
2360                 spin_unlock(&dd->spin);
2361         }
2362
2363         /*
2364          * We're descheduled unless someone scheduled us.  Switch away.
2365          * Exiting the critical section will cause splz() to be called
2366          * for us if interrupts and such are pending.
2367          */
2368         crit_exit_gd(gd);
2369         tsleep(dd->helper_thread, PINTERLOCKED, "schslp", 0);
2370     }
2371 }
2372
2373 #if 0
2374 static int
2375 sysctl_usched_dfly_stick_to_level(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2376 {
2377         int error, new_val;
2378
2379         new_val = usched_dfly_stick_to_level;
2380
2381         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
2382         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2383                 return (error);
2384         if (new_val > cpu_topology_levels_number - 1 || new_val < 0)
2385                 return (EINVAL);
2386         usched_dfly_stick_to_level = new_val;
2387         return (0);
2388 }
2389 #endif
2390
2391 /*
2392  * Setup the queues and scheduler helpers (scheduler helpers are SMP only).
2393  * Note that curprocmask bit 0 has already been cleared by rqinit() and
2394  * we should not mess with it further.
2395  */
2396 static void
2397 usched_dfly_cpu_init(void)
2398 {
2399         int i;
2400         int j;
2401         int smt_not_supported = 0;
2402         int cache_coherent_not_supported = 0;
2403
2404         if (bootverbose)
2405                 kprintf("Start usched_dfly helpers on cpus:\n");
2406
2407         sysctl_ctx_init(&usched_dfly_sysctl_ctx);
2408         usched_dfly_sysctl_tree =
2409                 SYSCTL_ADD_NODE(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2410                                 SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_kern), OID_AUTO,
2411                                 "usched_dfly", CTLFLAG_RD, 0, "");
2412
2413         usched_dfly_node_mem = get_highest_node_memory();
2414
2415         lockmgr(&usched_dfly_config_lk, LK_EXCLUSIVE);
2416
2417         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
2418                 dfly_pcpu_t dd = &dfly_pcpu[i];
2419                 cpumask_t mask;
2420
2421                 CPUMASK_ASSBIT(mask, i);
2422                 if (CPUMASK_TESTMASK(mask, smp_active_mask) == 0)
2423                     continue;
2424
2425                 spin_init(&dd->spin, "uschedcpuinit");
2426                 dd->cpunode = get_cpu_node_by_cpuid(i);
2427                 dd->cpuid = i;
2428                 dd->gd = globaldata_find(i);
2429                 CPUMASK_ASSBIT(dd->cpumask, i);
2430                 for (j = 0; j < NQS; j++) {
2431                         TAILQ_INIT(&dd->queues[j]);
2432                         TAILQ_INIT(&dd->rtqueues[j]);
2433                         TAILQ_INIT(&dd->idqueues[j]);
2434                 }
2435                 ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(dfly_curprocmask, 0);
2436                 if (i == 0)
2437                         dd->flags &= ~DFLY_PCPU_CURMASK;
2438
2439                 if (dd->cpunode == NULL) {
2440                         smt_not_supported = 1;
2441                         cache_coherent_not_supported = 1;
2442                         if (bootverbose)
2443                                 kprintf ("    cpu%d - WARNING: No CPU NODE "
2444                                          "found for cpu\n", i);
2445                 } else {
2446                         switch (dd->cpunode->type) {
2447                         case THREAD_LEVEL:
2448                                 if (bootverbose)
2449                                         kprintf ("    cpu%d - HyperThreading "
2450                                                  "available. Core siblings: ",
2451                                                  i);
2452                                 break;
2453                         case CORE_LEVEL:
2454                                 smt_not_supported = 1;
2455
2456                                 if (bootverbose)
2457                                         kprintf ("    cpu%d - No HT available, "
2458                                                  "multi-core/physical "
2459                                                  "cpu. Physical siblings: ",
2460                                                  i);
2461                                 break;
2462                         case CHIP_LEVEL:
2463                                 smt_not_supported = 1;
2464
2465                                 if (bootverbose)
2466                                         kprintf ("    cpu%d - No HT available, "
2467                                                  "single-core/physical cpu. "
2468                                                  "Package siblings: ",
2469                                                  i);
2470                                 break;
2471                         default:
2472                                 /* Let's go for safe defaults here */
2473                                 smt_not_supported = 1;
2474                                 cache_coherent_not_supported = 1;
2475                                 if (bootverbose)
2476                                         kprintf ("    cpu%d - Unknown cpunode->"
2477                                                  "type=%u. siblings: ",
2478                                                  i,
2479                                                  (u_int)dd->cpunode->type);
2480                                 break;
2481                         }
2482
2483                         if (bootverbose) {
2484                                 if (dd->cpunode->parent_node != NULL) {
2485                                         kprint_cpuset(&dd->cpunode->
2486                                                         parent_node->members);
2487                                         kprintf("\n");
2488                                 } else {
2489                                         kprintf(" no siblings\n");
2490                                 }
2491                         }
2492                 }
2493
2494                 lwkt_create(dfly_helper_thread, NULL, &dd->helper_thread, NULL,
2495                             0, i, "usched %d", i);
2496
2497                 /*
2498                  * Allow user scheduling on the target cpu.  cpu #0 has already
2499                  * been enabled in rqinit().
2500                  */
2501                 if (i) {
2502                         ATOMIC_CPUMASK_NANDMASK(dfly_curprocmask, mask);
2503                         dd->flags &= ~DFLY_PCPU_CURMASK;
2504                 }
2505                 if ((dd->flags & DFLY_PCPU_RDYMASK) == 0) {
2506                         ATOMIC_CPUMASK_ORMASK(dfly_rdyprocmask, mask);
2507                         dd->flags |= DFLY_PCPU_RDYMASK;
2508                 }
2509                 dd->upri = PRIBASE_NULL;
2510
2511         }
2512
2513         /* usched_dfly sysctl configurable parameters */
2514
2515         SYSCTL_ADD_INT(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2516                        SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2517                        OID_AUTO, "rrinterval", CTLFLAG_RW,
2518                        &usched_dfly_rrinterval, 0, "");
2519         SYSCTL_ADD_INT(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2520                        SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2521                        OID_AUTO, "decay", CTLFLAG_RW,
2522                        &usched_dfly_decay, 0, "Extra decay when not running");
2523
2524         /* Add enable/disable option for SMT scheduling if supported */
2525         if (smt_not_supported) {
2526                 usched_dfly_smt = 0;
2527                 SYSCTL_ADD_STRING(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2528                                   SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2529                                   OID_AUTO, "smt", CTLFLAG_RD,
2530                                   "NOT SUPPORTED", 0, "SMT NOT SUPPORTED");
2531         } else {
2532                 usched_dfly_smt = 1;
2533                 SYSCTL_ADD_INT(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2534                                SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2535                                OID_AUTO, "smt", CTLFLAG_RW,
2536                                &usched_dfly_smt, 0, "Enable SMT scheduling");
2537         }
2538
2539         /*
2540          * Add enable/disable option for cache coherent scheduling
2541          * if supported
2542          */
2543         if (cache_coherent_not_supported) {
2544                 usched_dfly_cache_coherent = 0;
2545                 SYSCTL_ADD_STRING(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2546                                   SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2547                                   OID_AUTO, "cache_coherent", CTLFLAG_RD,
2548                                   "NOT SUPPORTED", 0,
2549                                   "Cache coherence NOT SUPPORTED");
2550         } else {
2551                 usched_dfly_cache_coherent = 1;
2552                 SYSCTL_ADD_INT(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2553                                SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2554                                OID_AUTO, "cache_coherent", CTLFLAG_RW,
2555                                &usched_dfly_cache_coherent, 0,
2556                                "Enable/Disable cache coherent scheduling");
2557
2558                 SYSCTL_ADD_INT(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2559                                SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2560                                OID_AUTO, "weight1", CTLFLAG_RW,
2561                                &usched_dfly_weight1, 200,
2562                                "Weight selection for current cpu");
2563
2564                 SYSCTL_ADD_INT(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2565                                SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2566                                OID_AUTO, "weight2", CTLFLAG_RW,
2567                                &usched_dfly_weight2, 180,
2568                                "Weight selection for wakefrom cpu");
2569
2570                 SYSCTL_ADD_INT(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2571                                SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2572                                OID_AUTO, "weight3", CTLFLAG_RW,
2573                                &usched_dfly_weight3, 40,
2574                                "Weight selection for num threads on queue");
2575
2576                 SYSCTL_ADD_INT(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2577                                SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2578                                OID_AUTO, "weight4", CTLFLAG_RW,
2579                                &usched_dfly_weight4, 160,
2580                                "Availability of other idle cpus");
2581
2582                 SYSCTL_ADD_INT(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2583                                SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2584                                OID_AUTO, "weight5", CTLFLAG_RW,
2585                                &usched_dfly_weight5, 50,
2586                                "Memory attached to node");
2587
2588                 SYSCTL_ADD_INT(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2589                                SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2590                                OID_AUTO, "weight6", CTLFLAG_RW,
2591                                &usched_dfly_weight6, 150,
2592                                "Transfer weight");
2593
2594                 SYSCTL_ADD_INT(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2595                                SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2596                                OID_AUTO, "fast_resched", CTLFLAG_RW,
2597                                &usched_dfly_fast_resched, 0,
2598                                "Availability of other idle cpus");
2599
2600                 SYSCTL_ADD_INT(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2601                                SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2602                                OID_AUTO, "features", CTLFLAG_RW,
2603                                &usched_dfly_features, 0x8F,
2604                                "Allow pulls into empty queues");
2605
2606                 SYSCTL_ADD_INT(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2607                                SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2608                                OID_AUTO, "swmask", CTLFLAG_RW,
2609                                &usched_dfly_swmask, ~PPQMASK,
2610                                "Queue mask to force thread switch");
2611
2612 #if 0
2613                 SYSCTL_ADD_PROC(&usched_dfly_sysctl_ctx,
2614                                 SYSCTL_CHILDREN(usched_dfly_sysctl_tree),
2615                                 OID_AUTO, "stick_to_level",
2616                                 CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
2617                                 NULL, sizeof usched_dfly_stick_to_level,
2618                                 sysctl_usched_dfly_stick_to_level, "I",
2619                                 "Stick a process to this level. See sysctl"
2620                                 "paremter hw.cpu_topology.level_description");
2621 #endif
2622         }
2623         lockmgr(&usched_dfly_config_lk, LK_RELEASE);
2624 }
2625
2626 SYSINIT(uschedtd, SI_BOOT2_USCHED, SI_ORDER_SECOND,
2627         usched_dfly_cpu_init, NULL);