kern: Remove ncpus2 and friends.
[dragonfly.git] / sys / kern / kern_synch.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1990, 1991, 1993
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
20  *    without specific prior written permission.
21  *
22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  *
34  *      @(#)kern_synch.c        8.9 (Berkeley) 5/19/95
35  * $FreeBSD: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.87.2.6 2002/10/13 07:29:53 kbyanc Exp $
36  */
37
38 #include "opt_ktrace.h"
39
40 #include <sys/param.h>
41 #include <sys/systm.h>
42 #include <sys/proc.h>
43 #include <sys/kernel.h>
44 #include <sys/signalvar.h>
45 #include <sys/resourcevar.h>
46 #include <sys/vmmeter.h>
47 #include <sys/sysctl.h>
48 #include <sys/lock.h>
49 #include <sys/uio.h>
50 #include <sys/kcollect.h>
51 #ifdef KTRACE
52 #include <sys/ktrace.h>
53 #endif
54 #include <sys/ktr.h>
55 #include <sys/serialize.h>
56
57 #include <sys/signal2.h>
58 #include <sys/thread2.h>
59 #include <sys/spinlock2.h>
60 #include <sys/mutex2.h>
61
62 #include <machine/cpu.h>
63 #include <machine/smp.h>
64
65 #include <vm/vm_extern.h>
66
67 struct tslpque {
68         TAILQ_HEAD(, thread)    queue;
69         const volatile void     *ident0;
70         const volatile void     *ident1;
71         const volatile void     *ident2;
72         const volatile void     *ident3;
73 };
74
75 static void sched_setup (void *dummy);
76 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_KICK_SCHEDULER, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL);
77 static void sched_dyninit (void *dummy);
78 SYSINIT(sched_dyninit, SI_BOOT1_DYNALLOC, SI_ORDER_FIRST, sched_dyninit, NULL);
79
80 int     lbolt;
81 void    *lbolt_syncer;
82 int     ncpus;
83 int     ncpus_fit, ncpus_fit_mask;              /* note: mask not cpumask_t */
84 int     safepri;
85 int     tsleep_now_works;
86 int     tsleep_crypto_dump = 0;
87
88 MALLOC_DEFINE(M_TSLEEP, "tslpque", "tsleep queues");
89
90 #define __DEALL(ident)  __DEQUALIFY(void *, ident)
91
92 #if !defined(KTR_TSLEEP)
93 #define KTR_TSLEEP      KTR_ALL
94 #endif
95 KTR_INFO_MASTER(tsleep);
96 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_beg, 0, "tsleep enter %p", const volatile void *ident);
97 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_end, 1, "tsleep exit");
98 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_beg, 2, "wakeup enter %p", const volatile void *ident);
99 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_end, 3, "wakeup exit");
100 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, ilockfail,  4, "interlock failed %p", const volatile void *ident);
101
102 #define logtsleep1(name)        KTR_LOG(tsleep_ ## name)
103 #define logtsleep2(name, val)   KTR_LOG(tsleep_ ## name, val)
104
105 struct loadavg averunnable =
106         { {0, 0, 0}, FSCALE };  /* load average, of runnable procs */
107 /*
108  * Constants for averages over 1, 5, and 15 minutes
109  * when sampling at 5 second intervals.
110  */
111 static fixpt_t cexp[3] = {
112         0.9200444146293232 * FSCALE,    /* exp(-1/12) */
113         0.9834714538216174 * FSCALE,    /* exp(-1/60) */
114         0.9944598480048967 * FSCALE,    /* exp(-1/180) */
115 };
116
117 static void     endtsleep (void *);
118 static void     loadav (void *arg);
119 static void     schedcpu (void *arg);
120
121 static int pctcpu_decay = 10;
122 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, pctcpu_decay, CTLFLAG_RW, &pctcpu_decay, 0, "");
123
124 /*
125  * kernel uses `FSCALE', userland (SHOULD) use kern.fscale 
126  */
127 int     fscale __unused = FSCALE;       /* exported to systat */
128 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, fscale, CTLFLAG_RD, 0, FSCALE, "");
129
130 /*
131  * Recompute process priorities, once a second.
132  *
133  * Since the userland schedulers are typically event oriented, if the
134  * estcpu calculation at wakeup() time is not sufficient to make a
135  * process runnable relative to other processes in the system we have
136  * a 1-second recalc to help out.
137  *
138  * This code also allows us to store sysclock_t data in the process structure
139  * without fear of an overrun, since sysclock_t are guarenteed to hold 
140  * several seconds worth of count.
141  *
142  * WARNING!  callouts can preempt normal threads.  However, they will not
143  * preempt a thread holding a spinlock so we *can* safely use spinlocks.
144  */
145 static int schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused);
146 static int schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused);
147
148 static void
149 schedcpu(void *arg)
150 {
151         allproc_scan(schedcpu_stats, NULL, 1);
152         allproc_scan(schedcpu_resource, NULL, 1);
153         if (mycpu->gd_cpuid == 0) {
154                 wakeup((caddr_t)&lbolt);
155                 wakeup(lbolt_syncer);
156         }
157         callout_reset(&mycpu->gd_schedcpu_callout, hz, schedcpu, NULL);
158 }
159
160 /*
161  * General process statistics once a second
162  */
163 static int
164 schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused)
165 {
166         struct lwp *lp;
167
168         /*
169          * Threads may not be completely set up if process in SIDL state.
170          */
171         if (p->p_stat == SIDL)
172                 return(0);
173
174         PHOLD(p);
175         if (lwkt_trytoken(&p->p_token) == FALSE) {
176                 PRELE(p);
177                 return(0);
178         }
179
180         p->p_swtime++;
181         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
182                 if (lp->lwp_stat == LSSLEEP) {
183                         ++lp->lwp_slptime;
184                         if (lp->lwp_slptime == 1)
185                                 p->p_usched->uload_update(lp);
186                 }
187
188                 /*
189                  * Only recalculate processes that are active or have slept
190                  * less then 2 seconds.  The schedulers understand this.
191                  * Otherwise decay by 50% per second.
192                  */
193                 if (lp->lwp_slptime <= 1) {
194                         p->p_usched->recalculate(lp);
195                 } else {
196                         int decay;
197
198                         decay = pctcpu_decay;
199                         cpu_ccfence();
200                         if (decay <= 1)
201                                 decay = 1;
202                         if (decay > 100)
203                                 decay = 100;
204                         lp->lwp_pctcpu = (lp->lwp_pctcpu * (decay - 1)) / decay;
205                 }
206         }
207         lwkt_reltoken(&p->p_token);
208         lwkt_yield();
209         PRELE(p);
210         return(0);
211 }
212
213 /*
214  * Resource checks.  XXX break out since ksignal/killproc can block,
215  * limiting us to one process killed per second.  There is probably
216  * a better way.
217  */
218 static int
219 schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused)
220 {
221         u_int64_t ttime;
222         struct lwp *lp;
223
224         if (p->p_stat == SIDL)
225                 return(0);
226
227         PHOLD(p);
228         if (lwkt_trytoken(&p->p_token) == FALSE) {
229                 PRELE(p);
230                 return(0);
231         }
232
233         if (p->p_stat == SZOMB || p->p_limit == NULL) {
234                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
235                 PRELE(p);
236                 return(0);
237         }
238
239         ttime = 0;
240         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
241                 /*
242                  * We may have caught an lp in the middle of being
243                  * created, lwp_thread can be NULL.
244                  */
245                 if (lp->lwp_thread) {
246                         ttime += lp->lwp_thread->td_sticks;
247                         ttime += lp->lwp_thread->td_uticks;
248                 }
249         }
250
251         switch(plimit_testcpulimit(p->p_limit, ttime)) {
252         case PLIMIT_TESTCPU_KILL:
253                 killproc(p, "exceeded maximum CPU limit");
254                 break;
255         case PLIMIT_TESTCPU_XCPU:
256                 if ((p->p_flags & P_XCPU) == 0) {
257                         p->p_flags |= P_XCPU;
258                         ksignal(p, SIGXCPU);
259                 }
260                 break;
261         default:
262                 break;
263         }
264         lwkt_reltoken(&p->p_token);
265         lwkt_yield();
266         PRELE(p);
267         return(0);
268 }
269
270 /*
271  * This is only used by ps.  Generate a cpu percentage use over
272  * a period of one second.
273  */
274 void
275 updatepcpu(struct lwp *lp, int cpticks, int ttlticks)
276 {
277         fixpt_t acc;
278         int remticks;
279
280         acc = (cpticks << FSHIFT) / ttlticks;
281         if (ttlticks >= ESTCPUFREQ) {
282                 lp->lwp_pctcpu = acc;
283         } else {
284                 remticks = ESTCPUFREQ - ttlticks;
285                 lp->lwp_pctcpu = (acc * ttlticks + lp->lwp_pctcpu * remticks) /
286                                 ESTCPUFREQ;
287         }
288 }
289
290 /*
291  * Handy macros to calculate hash indices.  LOOKUP() calculates the
292  * global cpumask hash index, TCHASHSHIFT() converts that into the
293  * pcpu hash index.
294  *
295  * By making the pcpu hash arrays smaller we save a significant amount
296  * of memory at very low cost.  The real cost is in IPIs, which are handled
297  * by the much larger global cpumask hash table.
298  */
299 #define LOOKUP_PRIME    66555444443333333ULL
300 #define LOOKUP(x)       ((((uintptr_t)(x) + ((uintptr_t)(x) >> 18)) ^   \
301                           LOOKUP_PRIME) % slpque_tablesize)
302 #define TCHASHSHIFT(x)  ((x) >> 4)
303
304 static uint32_t slpque_tablesize;
305 static cpumask_t *slpque_cpumasks;
306
307 SYSCTL_UINT(_kern, OID_AUTO, slpque_tablesize, CTLFLAG_RD, &slpque_tablesize,
308     0, "");
309
310 /*
311  * This is a dandy function that allows us to interlock tsleep/wakeup
312  * operations with unspecified upper level locks, such as lockmgr locks,
313  * simply by holding a critical section.  The sequence is:
314  *
315  *      (acquire upper level lock)
316  *      tsleep_interlock(blah)
317  *      (release upper level lock)
318  *      tsleep(blah, ...)
319  *
320  * Basically this functions queues us on the tsleep queue without actually
321  * descheduling us.  When tsleep() is later called with PINTERLOCK it
322  * assumes the thread was already queued, otherwise it queues it there.
323  *
324  * Thus it is possible to receive the wakeup prior to going to sleep and
325  * the race conditions are covered.
326  */
327 static __inline void
328 _tsleep_interlock(globaldata_t gd, const volatile void *ident, int flags)
329 {
330         thread_t td = gd->gd_curthread;
331         struct tslpque *qp;
332         uint32_t cid;
333         uint32_t gid;
334
335         crit_enter_quick(td);
336         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
337                 cid = LOOKUP(td->td_wchan);
338                 gid = TCHASHSHIFT(cid);
339                 qp = &gd->gd_tsleep_hash[gid];
340                 TAILQ_REMOVE(&qp->queue, td, td_sleepq);
341                 if (TAILQ_FIRST(&qp->queue) == NULL) {
342                         qp->ident0 = NULL;
343                         qp->ident1 = NULL;
344                         qp->ident2 = NULL;
345                         qp->ident3 = NULL;
346                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(slpque_cpumasks[cid],
347                                                gd->gd_cpuid);
348                 }
349         } else {
350                 td->td_flags |= TDF_TSLEEPQ;
351         }
352         cid = LOOKUP(ident);
353         gid = TCHASHSHIFT(cid);
354         qp = &gd->gd_tsleep_hash[gid];
355         TAILQ_INSERT_TAIL(&qp->queue, td, td_sleepq);
356         if (qp->ident0 != ident && qp->ident1 != ident &&
357             qp->ident2 != ident && qp->ident3 != ident) {
358                 if (qp->ident0 == NULL)
359                         qp->ident0 = ident;
360                 else if (qp->ident1 == NULL)
361                         qp->ident1 = ident;
362                 else if (qp->ident2 == NULL)
363                         qp->ident2 = ident;
364                 else if (qp->ident3 == NULL)
365                         qp->ident3 = ident;
366                 else
367                         qp->ident0 = (void *)(intptr_t)-1;
368         }
369         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(slpque_cpumasks[cid], gd->gd_cpuid);
370         td->td_wchan = ident;
371         td->td_wdomain = flags & PDOMAIN_MASK;
372         crit_exit_quick(td);
373 }
374
375 void
376 tsleep_interlock(const volatile void *ident, int flags)
377 {
378         _tsleep_interlock(mycpu, ident, flags);
379 }
380
381 /*
382  * Remove thread from sleepq.  Must be called with a critical section held.
383  * The thread must not be migrating.
384  */
385 static __inline void
386 _tsleep_remove(thread_t td)
387 {
388         globaldata_t gd = mycpu;
389         struct tslpque *qp;
390         uint32_t cid;
391         uint32_t gid;
392
393         KKASSERT(td->td_gd == gd && IN_CRITICAL_SECT(td));
394         KKASSERT((td->td_flags & TDF_MIGRATING) == 0);
395         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
396                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEPQ;
397                 cid = LOOKUP(td->td_wchan);
398                 gid = TCHASHSHIFT(cid);
399                 qp = &gd->gd_tsleep_hash[gid];
400                 TAILQ_REMOVE(&qp->queue, td, td_sleepq);
401                 if (TAILQ_FIRST(&qp->queue) == NULL) {
402                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(slpque_cpumasks[cid],
403                                                gd->gd_cpuid);
404                 }
405                 td->td_wchan = NULL;
406                 td->td_wdomain = 0;
407         }
408 }
409
410 void
411 tsleep_remove(thread_t td)
412 {
413         _tsleep_remove(td);
414 }
415
416 /*
417  * General sleep call.  Suspends the current process until a wakeup is
418  * performed on the specified identifier.  The process will then be made
419  * runnable with the specified priority.  Sleeps at most timo/hz seconds
420  * (0 means no timeout).  If flags includes PCATCH flag, signals are checked
421  * before and after sleeping, else signals are not checked.  Returns 0 if
422  * awakened, EWOULDBLOCK if the timeout expires.  If PCATCH is set and a
423  * signal needs to be delivered, ERESTART is returned if the current system
424  * call should be restarted if possible, and EINTR is returned if the system
425  * call should be interrupted by the signal (return EINTR).
426  *
427  * Note that if we are a process, we release_curproc() before messing with
428  * the LWKT scheduler.
429  *
430  * During autoconfiguration or after a panic, a sleep will simply
431  * lower the priority briefly to allow interrupts, then return.
432  *
433  * WARNING!  This code can't block (short of switching away), or bad things
434  *           will happen.  No getting tokens, no blocking locks, etc.
435  */
436 int
437 tsleep(const volatile void *ident, int flags, const char *wmesg, int timo)
438 {
439         struct thread *td = curthread;
440         struct lwp *lp = td->td_lwp;
441         struct proc *p = td->td_proc;           /* may be NULL */
442         globaldata_t gd;
443         int sig;
444         int catch;
445         int error;
446         int oldpri;
447         struct callout thandle;
448
449         /*
450          * Currently a severe hack.  Make sure any delayed wakeups
451          * are flushed before we sleep or we might deadlock on whatever
452          * event we are sleeping on.
453          */
454         if (td->td_flags & TDF_DELAYED_WAKEUP)
455                 wakeup_end_delayed();
456
457         /*
458          * NOTE: removed KTRPOINT, it could cause races due to blocking
459          * even in stable.  Just scrap it for now.
460          */
461         if (!tsleep_crypto_dump && (tsleep_now_works == 0 || panicstr)) {
462                 /*
463                  * After a panic, or before we actually have an operational
464                  * softclock, just give interrupts a chance, then just return;
465                  *
466                  * don't run any other procs or panic below,
467                  * in case this is the idle process and already asleep.
468                  */
469                 splz();
470                 oldpri = td->td_pri;
471                 lwkt_setpri_self(safepri);
472                 lwkt_switch();
473                 lwkt_setpri_self(oldpri);
474                 return (0);
475         }
476         logtsleep2(tsleep_beg, ident);
477         gd = td->td_gd;
478         KKASSERT(td != &gd->gd_idlethread);     /* you must be kidding! */
479         td->td_wakefromcpu = -1;                /* overwritten by _wakeup */
480
481         /*
482          * NOTE: all of this occurs on the current cpu, including any
483          * callout-based wakeups, so a critical section is a sufficient
484          * interlock.
485          *
486          * The entire sequence through to where we actually sleep must
487          * run without breaking the critical section.
488          */
489         catch = flags & PCATCH;
490         error = 0;
491         sig = 0;
492
493         crit_enter_quick(td);
494
495         KASSERT(ident != NULL, ("tsleep: no ident"));
496         KASSERT(lp == NULL ||
497                 lp->lwp_stat == LSRUN ||        /* Obvious */
498                 lp->lwp_stat == LSSTOP,         /* Set in tstop */
499                 ("tsleep %p %s %d",
500                         ident, wmesg, lp->lwp_stat));
501
502         /*
503          * We interlock the sleep queue if the caller has not already done
504          * it for us.  This must be done before we potentially acquire any
505          * tokens or we can loose the wakeup.
506          */
507         if ((flags & PINTERLOCKED) == 0) {
508                 _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
509         }
510
511         /*
512          * Setup for the current process (if this is a process).  We must
513          * interlock with lwp_token to avoid remote wakeup races via
514          * setrunnable()
515          */
516         if (lp) {
517                 lwkt_gettoken(&lp->lwp_token);
518
519                 /*
520                  * If the umbrella process is in the SCORE state then
521                  * make sure that the thread is flagged going into a
522                  * normal sleep to allow the core dump to proceed, otherwise
523                  * the coredump can end up waiting forever.  If the normal
524                  * sleep is woken up, the thread will enter a stopped state
525                  * upon return to userland.
526                  *
527                  * We do not want to interrupt or cause a thread exist at
528                  * this juncture because that will mess-up the state the
529                  * coredump is trying to save.
530                  */
531                 if (p->p_stat == SCORE &&
532                     (lp->lwp_mpflags & LWP_MP_WSTOP) == 0) {
533                         atomic_set_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_WSTOP);
534                         ++p->p_nstopped;
535                 }
536
537                 /*
538                  * PCATCH requested.
539                  */
540                 if (catch) {
541                         /*
542                          * Early termination if PCATCH was set and a
543                          * signal is pending, interlocked with the
544                          * critical section.
545                          *
546                          * Early termination only occurs when tsleep() is
547                          * entered while in a normal LSRUN state.
548                          */
549                         if ((sig = CURSIG(lp)) != 0)
550                                 goto resume;
551
552                         /*
553                          * Causes ksignal to wake us up if a signal is
554                          * received (interlocked with lp->lwp_token).
555                          */
556                         lp->lwp_flags |= LWP_SINTR;
557                 }
558         } else {
559                 KKASSERT(p == NULL);
560         }
561
562         /*
563          * Make sure the current process has been untangled from
564          * the userland scheduler and initialize slptime to start
565          * counting.
566          *
567          * NOTE: td->td_wakefromcpu is pre-set by the release function
568          *       for the dfly scheduler, and then adjusted by _wakeup()
569          */
570         if (lp) {
571                 p->p_usched->release_curproc(lp);
572                 lp->lwp_slptime = 0;
573         }
574
575         /*
576          * If the interlocked flag is set but our cpu bit in the slpqueue
577          * is no longer set, then a wakeup was processed inbetween the
578          * tsleep_interlock() (ours or the callers), and here.  This can
579          * occur under numerous circumstances including when we release the
580          * current process.
581          *
582          * Extreme loads can cause the sending of an IPI (e.g. wakeup()'s)
583          * to process incoming IPIs, thus draining incoming wakeups.
584          */
585         if ((td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) == 0) {
586                 logtsleep2(ilockfail, ident);
587                 goto resume;
588         }
589
590         /*
591          * scheduling is blocked while in a critical section.  Coincide
592          * the descheduled-by-tsleep flag with the descheduling of the
593          * lwkt.
594          *
595          * The timer callout is localized on our cpu and interlocked by
596          * our critical section.
597          */
598         lwkt_deschedule_self(td);
599         td->td_flags |= TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
600         td->td_wmesg = wmesg;
601
602         /*
603          * Setup the timeout, if any.  The timeout is only operable while
604          * the thread is flagged descheduled.
605          */
606         KKASSERT((td->td_flags & TDF_TIMEOUT) == 0);
607         if (timo) {
608                 callout_init_mp(&thandle);
609                 callout_reset(&thandle, timo, endtsleep, td);
610         }
611
612         /*
613          * Beddy bye bye.
614          */
615         if (lp) {
616                 /*
617                  * Ok, we are sleeping.  Place us in the SSLEEP state.
618                  */
619                 KKASSERT((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ONRUNQ) == 0);
620
621                 /*
622                  * tstop() sets LSSTOP, so don't fiddle with that.
623                  */
624                 if (lp->lwp_stat != LSSTOP)
625                         lp->lwp_stat = LSSLEEP;
626                 lp->lwp_ru.ru_nvcsw++;
627                 p->p_usched->uload_update(lp);
628                 lwkt_switch();
629
630                 /*
631                  * And when we are woken up, put us back in LSRUN.  If we
632                  * slept for over a second, recalculate our estcpu.
633                  */
634                 lp->lwp_stat = LSRUN;
635                 if (lp->lwp_slptime) {
636                         p->p_usched->uload_update(lp);
637                         p->p_usched->recalculate(lp);
638                 }
639                 lp->lwp_slptime = 0;
640         } else {
641                 lwkt_switch();
642         }
643
644         /* 
645          * Make sure we haven't switched cpus while we were asleep.  It's
646          * not supposed to happen.  Cleanup our temporary flags.
647          */
648         KKASSERT(gd == td->td_gd);
649
650         /*
651          * Cleanup the timeout.  If the timeout has already occured thandle
652          * has already been stopped, otherwise stop thandle.  If the timeout
653          * is running (the callout thread must be blocked trying to get
654          * lwp_token) then wait for us to get scheduled.
655          */
656         if (timo) {
657                 while (td->td_flags & TDF_TIMEOUT_RUNNING) {
658                         /* else we won't get rescheduled! */
659                         if (lp->lwp_stat != LSSTOP)
660                                 lp->lwp_stat = LSSLEEP;
661                         lwkt_deschedule_self(td);
662                         td->td_wmesg = "tsrace";
663                         lwkt_switch();
664                         kprintf("td %p %s: timeout race\n", td, td->td_comm);
665                 }
666                 if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT) {
667                         td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
668                         error = EWOULDBLOCK;
669                 } else {
670                         /* does not block when on same cpu */
671                         callout_stop(&thandle);
672                 }
673         }
674         td->td_flags &= ~TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
675
676         /*
677          * Make sure we have been removed from the sleepq.  In most
678          * cases this will have been done for us already but it is
679          * possible for a scheduling IPI to be in-flight from a
680          * previous tsleep/tsleep_interlock() or due to a straight-out
681          * call to lwkt_schedule() (in the case of an interrupt thread),
682          * causing a spurious wakeup.
683          */
684         _tsleep_remove(td);
685         td->td_wmesg = NULL;
686
687         /*
688          * Figure out the correct error return.  If interrupted by a
689          * signal we want to return EINTR or ERESTART.  
690          */
691 resume:
692         if (lp) {
693                 if (catch && error == 0) {
694                         if (sig != 0 || (sig = CURSIG(lp))) {
695                                 if (SIGISMEMBER(p->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
696                                         error = EINTR;
697                                 else
698                                         error = ERESTART;
699                         }
700                 }
701
702                 lp->lwp_flags &= ~LWP_SINTR;
703
704                 /*
705                  * Unconditionally set us to LSRUN on resume.  lwp_stat could
706                  * be in a weird state due to the goto resume, particularly
707                  * when tsleep() is called from tstop().
708                  */
709                 lp->lwp_stat = LSRUN;
710                 lwkt_reltoken(&lp->lwp_token);
711         }
712         logtsleep1(tsleep_end);
713         crit_exit_quick(td);
714         return (error);
715 }
716
717 /*
718  * Interlocked spinlock sleep.  An exclusively held spinlock must
719  * be passed to ssleep().  The function will atomically release the
720  * spinlock and tsleep on the ident, then reacquire the spinlock and
721  * return.
722  *
723  * This routine is fairly important along the critical path, so optimize it
724  * heavily.
725  */
726 int
727 ssleep(const volatile void *ident, struct spinlock *spin, int flags,
728        const char *wmesg, int timo)
729 {
730         globaldata_t gd = mycpu;
731         int error;
732
733         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
734         spin_unlock_quick(gd, spin);
735         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
736         _spin_lock_quick(gd, spin, wmesg);
737
738         return (error);
739 }
740
741 int
742 lksleep(const volatile void *ident, struct lock *lock, int flags,
743         const char *wmesg, int timo)
744 {
745         globaldata_t gd = mycpu;
746         int error;
747
748         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
749         lockmgr(lock, LK_RELEASE);
750         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
751         lockmgr(lock, LK_EXCLUSIVE);
752
753         return (error);
754 }
755
756 /*
757  * Interlocked mutex sleep.  An exclusively held mutex must be passed
758  * to mtxsleep().  The function will atomically release the mutex
759  * and tsleep on the ident, then reacquire the mutex and return.
760  */
761 int
762 mtxsleep(const volatile void *ident, struct mtx *mtx, int flags,
763          const char *wmesg, int timo)
764 {
765         globaldata_t gd = mycpu;
766         int error;
767
768         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
769         mtx_unlock(mtx);
770         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
771         mtx_lock_ex_quick(mtx);
772
773         return (error);
774 }
775
776 /*
777  * Interlocked serializer sleep.  An exclusively held serializer must
778  * be passed to zsleep().  The function will atomically release
779  * the serializer and tsleep on the ident, then reacquire the serializer
780  * and return.
781  */
782 int
783 zsleep(const volatile void *ident, struct lwkt_serialize *slz, int flags,
784        const char *wmesg, int timo)
785 {
786         globaldata_t gd = mycpu;
787         int ret;
788
789         ASSERT_SERIALIZED(slz);
790
791         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
792         lwkt_serialize_exit(slz);
793         ret = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
794         lwkt_serialize_enter(slz);
795
796         return ret;
797 }
798
799 /*
800  * Directly block on the LWKT thread by descheduling it.  This
801  * is much faster then tsleep(), but the only legal way to wake
802  * us up is to directly schedule the thread.
803  *
804  * Setting TDF_SINTR will cause new signals to directly schedule us.
805  *
806  * This routine must be called while in a critical section.
807  */
808 int
809 lwkt_sleep(const char *wmesg, int flags)
810 {
811         thread_t td = curthread;
812         int sig;
813
814         if ((flags & PCATCH) == 0 || td->td_lwp == NULL) {
815                 td->td_flags |= TDF_BLOCKED;
816                 td->td_wmesg = wmesg;
817                 lwkt_deschedule_self(td);
818                 lwkt_switch();
819                 td->td_wmesg = NULL;
820                 td->td_flags &= ~TDF_BLOCKED;
821                 return(0);
822         }
823         if ((sig = CURSIG(td->td_lwp)) != 0) {
824                 if (SIGISMEMBER(td->td_proc->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
825                         return(EINTR);
826                 else
827                         return(ERESTART);
828                         
829         }
830         td->td_flags |= TDF_BLOCKED | TDF_SINTR;
831         td->td_wmesg = wmesg;
832         lwkt_deschedule_self(td);
833         lwkt_switch();
834         td->td_flags &= ~(TDF_BLOCKED | TDF_SINTR);
835         td->td_wmesg = NULL;
836         return(0);
837 }
838
839 /*
840  * Implement the timeout for tsleep.
841  *
842  * This type of callout timeout is scheduled on the same cpu the process
843  * is sleeping on.  Also, at the moment, the MP lock is held.
844  */
845 static void
846 endtsleep(void *arg)
847 {
848         thread_t td = arg;
849         struct lwp *lp;
850
851         /*
852          * We are going to have to get the lwp_token, which means we might
853          * block.  This can race a tsleep getting woken up by other means
854          * so set TDF_TIMEOUT_RUNNING to force the tsleep to wait for our
855          * processing to complete (sorry tsleep!).
856          *
857          * We can safely set td_flags because td MUST be on the same cpu
858          * as we are.
859          */
860         KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
861         crit_enter();
862         td->td_flags |= TDF_TIMEOUT_RUNNING | TDF_TIMEOUT;
863
864         /*
865          * This can block but TDF_TIMEOUT_RUNNING will prevent the thread
866          * from exiting the tsleep on us.  The flag is interlocked by virtue
867          * of lp being on the same cpu as we are.
868          */
869         if ((lp = td->td_lwp) != NULL)
870                 lwkt_gettoken(&lp->lwp_token);
871
872         KKASSERT(td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED);
873
874         if (lp) {
875                 /*
876                  * callout timer should normally never be set in tstop()
877                  * because it passes a timeout of 0.  However, there is a
878                  * case during thread exit (which SSTOP's all the threads)
879                  * for which tstop() must break out and can (properly) leave
880                  * the thread in LSSTOP.
881                  */
882                 KKASSERT(lp->lwp_stat != LSSTOP ||
883                          (lp->lwp_mpflags & LWP_MP_WEXIT));
884                 setrunnable(lp);
885                 lwkt_reltoken(&lp->lwp_token);
886         } else {
887                 _tsleep_remove(td);
888                 lwkt_schedule(td);
889         }
890         KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
891         td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT_RUNNING;
892         crit_exit();
893 }
894
895 /*
896  * Make all processes sleeping on the specified identifier runnable.
897  * count may be zero or one only.
898  *
899  * The domain encodes the sleep/wakeup domain, flags, plus the originating
900  * cpu.
901  *
902  * This call may run without the MP lock held.  We can only manipulate thread
903  * state on the cpu owning the thread.  We CANNOT manipulate process state
904  * at all.
905  *
906  * _wakeup() can be passed to an IPI so we can't use (const volatile
907  * void *ident).
908  */
909 static void
910 _wakeup(void *ident, int domain)
911 {
912         struct tslpque *qp;
913         struct thread *td;
914         struct thread *ntd;
915         globaldata_t gd;
916         cpumask_t mask;
917         uint32_t cid;
918         uint32_t gid;
919         int wids = 0;
920
921         crit_enter();
922         logtsleep2(wakeup_beg, ident);
923         gd = mycpu;
924         cid = LOOKUP(ident);
925         gid = TCHASHSHIFT(cid);
926         qp = &gd->gd_tsleep_hash[gid];
927 restart:
928         for (td = TAILQ_FIRST(&qp->queue); td != NULL; td = ntd) {
929                 ntd = TAILQ_NEXT(td, td_sleepq);
930                 if (td->td_wchan == ident && 
931                     td->td_wdomain == (domain & PDOMAIN_MASK)
932                 ) {
933                         KKASSERT(td->td_gd == gd);
934                         _tsleep_remove(td);
935                         td->td_wakefromcpu = PWAKEUP_DECODE(domain);
936                         if (td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED) {
937                                 lwkt_schedule(td);
938                                 if (domain & PWAKEUP_ONE)
939                                         goto done;
940                         }
941                         goto restart;
942                 }
943                 if (td->td_wchan == qp->ident0)
944                         wids |= 1;
945                 else if (td->td_wchan == qp->ident1)
946                         wids |= 2;
947                 else if (td->td_wchan == qp->ident2)
948                         wids |= 4;
949                 else if (td->td_wchan == qp->ident3)
950                         wids |= 8;
951                 else
952                         wids |= 16;     /* force ident0 to be retained (-1) */
953         }
954
955         /*
956          * Because a bunch of cpumask array entries cover the same queue, it
957          * is possible for our bit to remain set in some of them and cause
958          * spurious wakeup IPIs later on.  Make sure that the bit is cleared
959          * when a spurious IPI occurs to prevent further spurious IPIs.
960          */
961         if (TAILQ_FIRST(&qp->queue) == NULL) {
962                 ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(slpque_cpumasks[cid], gd->gd_cpuid);
963                 qp->ident0 = NULL;
964                 qp->ident1 = NULL;
965                 qp->ident2 = NULL;
966                 qp->ident3 = NULL;
967         } else {
968                 if ((wids & 1) == 0) {
969                         if ((wids & 16) == 0)
970                                 qp->ident0 = NULL;
971                 }
972                 if ((wids & 2) == 0)
973                         qp->ident1 = NULL;
974                 if ((wids & 4) == 0)
975                         qp->ident2 = NULL;
976                 if ((wids & 8) == 0)
977                         qp->ident3 = NULL;
978         }
979
980         /*
981          * We finished checking the current cpu but there still may be
982          * more work to do.  Either wakeup_one was requested and no matching
983          * thread was found, or a normal wakeup was requested and we have
984          * to continue checking cpus.
985          *
986          * It should be noted that this scheme is actually less expensive then
987          * the old scheme when waking up multiple threads, since we send 
988          * only one IPI message per target candidate which may then schedule
989          * multiple threads.  Before we could have wound up sending an IPI
990          * message for each thread on the target cpu (!= current cpu) that
991          * needed to be woken up.
992          *
993          * NOTE: Wakeups occuring on remote cpus are asynchronous.  This
994          *       should be ok since we are passing idents in the IPI rather
995          *       then thread pointers.
996          *
997          * NOTE: We MUST mfence (or use an atomic op) prior to reading
998          *       the cpumask, as another cpu may have written to it in
999          *       a fashion interlocked with whatever the caller did before
1000          *       calling wakeup().  Otherwise we might miss the interaction
1001          *       (kern_mutex.c can cause this problem).
1002          *
1003          *       lfence is insufficient as it may allow a written state to
1004          *       reorder around the cpumask load.
1005          */
1006         if ((domain & PWAKEUP_MYCPU) == 0) {
1007                 globaldata_t tgd;
1008                 const volatile void *id0;
1009                 int n;
1010
1011                 cpu_mfence();
1012                 mask = slpque_cpumasks[cid];
1013                 CPUMASK_ANDMASK(mask, gd->gd_other_cpus);
1014                 while (CPUMASK_TESTNZERO(mask)) {
1015                         n = BSRCPUMASK(mask);
1016                         CPUMASK_NANDBIT(mask, n);
1017                         tgd = globaldata_find(n);
1018                         qp = &tgd->gd_tsleep_hash[gid];
1019
1020                         /*
1021                          * Both ident0 compares must from a single load
1022                          * to avoid ident0 update races crossing the two
1023                          * compares.
1024                          */
1025                         id0 = qp->ident0;
1026                         cpu_ccfence();
1027                         if (id0 == (void *)(intptr_t)-1) {
1028                                 lwkt_send_ipiq2(tgd, _wakeup, ident,
1029                                                 domain | PWAKEUP_MYCPU);
1030                                 ++tgd->gd_cnt.v_wakeup_colls;
1031                         } else if (id0 == ident ||
1032                                    qp->ident1 == ident ||
1033                                    qp->ident2 == ident ||
1034                                    qp->ident3 == ident) {
1035                                 lwkt_send_ipiq2(tgd, _wakeup, ident,
1036                                                 domain | PWAKEUP_MYCPU);
1037                         }
1038 #if 0
1039                         lwkt_send_ipiq2_mask(mask, _wakeup, ident,
1040                                              domain | PWAKEUP_MYCPU);
1041 #endif
1042                 }
1043         }
1044 done:
1045         logtsleep1(wakeup_end);
1046         crit_exit();
1047 }
1048
1049 /*
1050  * Wakeup all threads tsleep()ing on the specified ident, on all cpus
1051  */
1052 void
1053 wakeup(const volatile void *ident)
1054 {
1055     globaldata_t gd = mycpu;
1056     thread_t td = gd->gd_curthread;
1057
1058     if (td && (td->td_flags & TDF_DELAYED_WAKEUP)) {
1059         /*
1060          * If we are in a delayed wakeup section, record up to two wakeups in
1061          * a per-CPU queue and issue them when we block or exit the delayed
1062          * wakeup section.
1063          */
1064         if (atomic_cmpset_ptr(&gd->gd_delayed_wakeup[0], NULL, ident))
1065                 return;
1066         if (atomic_cmpset_ptr(&gd->gd_delayed_wakeup[1], NULL, ident))
1067                 return;
1068
1069         ident = atomic_swap_ptr(__DEQUALIFY(volatile void **, &gd->gd_delayed_wakeup[1]),
1070                                 __DEALL(ident));
1071         ident = atomic_swap_ptr(__DEQUALIFY(volatile void **, &gd->gd_delayed_wakeup[0]),
1072                                 __DEALL(ident));
1073     }
1074
1075     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, gd->gd_cpuid));
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident, on any cpu.
1080  */
1081 void
1082 wakeup_one(const volatile void *ident)
1083 {
1084     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1085     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) |
1086                             PWAKEUP_ONE);
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Wakeup threads tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
1091  * only.
1092  */
1093 void
1094 wakeup_mycpu(const volatile void *ident)
1095 {
1096     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) |
1097                             PWAKEUP_MYCPU);
1098 }
1099
1100 /*
1101  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
1102  * only.
1103  */
1104 void
1105 wakeup_mycpu_one(const volatile void *ident)
1106 {
1107     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1108     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) |
1109                             PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1110 }
1111
1112 /*
1113  * Wakeup all thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
1114  * only.
1115  */
1116 void
1117 wakeup_oncpu(globaldata_t gd, const volatile void *ident)
1118 {
1119     globaldata_t mygd = mycpu;
1120     if (gd == mycpu) {
1121         _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mygd->gd_cpuid) |
1122                                 PWAKEUP_MYCPU);
1123     } else {
1124         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, __DEALL(ident),
1125                         PWAKEUP_ENCODE(0, mygd->gd_cpuid) |
1126                         PWAKEUP_MYCPU);
1127     }
1128 }
1129
1130 /*
1131  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
1132  * only.
1133  */
1134 void
1135 wakeup_oncpu_one(globaldata_t gd, const volatile void *ident)
1136 {
1137     globaldata_t mygd = mycpu;
1138     if (gd == mygd) {
1139         _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mygd->gd_cpuid) |
1140                                 PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1141     } else {
1142         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, __DEALL(ident),
1143                         PWAKEUP_ENCODE(0, mygd->gd_cpuid) |
1144                         PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1145     }
1146 }
1147
1148 /*
1149  * Wakeup all threads waiting on the specified ident that slept using
1150  * the specified domain, on all cpus.
1151  */
1152 void
1153 wakeup_domain(const volatile void *ident, int domain)
1154 {
1155     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid));
1156 }
1157
1158 /*
1159  * Wakeup one thread waiting on the specified ident that slept using
1160  * the specified  domain, on any cpu.
1161  */
1162 void
1163 wakeup_domain_one(const volatile void *ident, int domain)
1164 {
1165     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1166     _wakeup(__DEALL(ident),
1167             PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
1168 }
1169
1170 void
1171 wakeup_start_delayed(void)
1172 {
1173     globaldata_t gd = mycpu;
1174
1175     crit_enter();
1176     gd->gd_curthread->td_flags |= TDF_DELAYED_WAKEUP;
1177     crit_exit();
1178 }
1179
1180 void
1181 wakeup_end_delayed(void)
1182 {
1183     globaldata_t gd = mycpu;
1184
1185     if (gd->gd_curthread->td_flags & TDF_DELAYED_WAKEUP) {
1186         crit_enter();
1187         gd->gd_curthread->td_flags &= ~TDF_DELAYED_WAKEUP;
1188         if (gd->gd_delayed_wakeup[0] || gd->gd_delayed_wakeup[1]) {
1189             if (gd->gd_delayed_wakeup[0]) {
1190                     wakeup(gd->gd_delayed_wakeup[0]);
1191                     gd->gd_delayed_wakeup[0] = NULL;
1192             }
1193             if (gd->gd_delayed_wakeup[1]) {
1194                     wakeup(gd->gd_delayed_wakeup[1]);
1195                     gd->gd_delayed_wakeup[1] = NULL;
1196             }
1197         }
1198         crit_exit();
1199     }
1200 }
1201
1202 /*
1203  * setrunnable()
1204  *
1205  * Make a process runnable.  lp->lwp_token must be held on call and this
1206  * function must be called from the cpu owning lp.
1207  *
1208  * This only has an effect if we are in LSSTOP or LSSLEEP.
1209  */
1210 void
1211 setrunnable(struct lwp *lp)
1212 {
1213         thread_t td = lp->lwp_thread;
1214
1215         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&lp->lwp_token);
1216         KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
1217         crit_enter();
1218         if (lp->lwp_stat == LSSTOP)
1219                 lp->lwp_stat = LSSLEEP;
1220         if (lp->lwp_stat == LSSLEEP) {
1221                 _tsleep_remove(td);
1222                 lwkt_schedule(td);
1223         } else if (td->td_flags & TDF_SINTR) {
1224                 lwkt_schedule(td);
1225         }
1226         crit_exit();
1227 }
1228
1229 /*
1230  * The process is stopped due to some condition, usually because p_stat is
1231  * set to SSTOP, but also possibly due to being traced.  
1232  *
1233  * Caller must hold p->p_token
1234  *
1235  * NOTE!  If the caller sets SSTOP, the caller must also clear P_WAITED
1236  * because the parent may check the child's status before the child actually
1237  * gets to this routine.
1238  *
1239  * This routine is called with the current lwp only, typically just
1240  * before returning to userland if the process state is detected as
1241  * possibly being in a stopped state.
1242  */
1243 void
1244 tstop(void)
1245 {
1246         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
1247         struct proc *p = lp->lwp_proc;
1248         struct proc *q;
1249
1250         lwkt_gettoken(&lp->lwp_token);
1251         crit_enter();
1252
1253         /*
1254          * If LWP_MP_WSTOP is set, we were sleeping
1255          * while our process was stopped.  At this point
1256          * we were already counted as stopped.
1257          */
1258         if ((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_WSTOP) == 0) {
1259                 /*
1260                  * If we're the last thread to stop, signal
1261                  * our parent.
1262                  */
1263                 p->p_nstopped++;
1264                 atomic_set_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_WSTOP);
1265                 wakeup(&p->p_nstopped);
1266                 if (p->p_nstopped == p->p_nthreads) {
1267                         /*
1268                          * Token required to interlock kern_wait()
1269                          */
1270                         q = p->p_pptr;
1271                         PHOLD(q);
1272                         lwkt_gettoken(&q->p_token);
1273                         p->p_flags &= ~P_WAITED;
1274                         wakeup(p->p_pptr);
1275                         if ((q->p_sigacts->ps_flag & PS_NOCLDSTOP) == 0)
1276                                 ksignal(q, SIGCHLD);
1277                         lwkt_reltoken(&q->p_token);
1278                         PRELE(q);
1279                 }
1280         }
1281
1282         /*
1283          * Wait here while in a stopped state, interlocked with lwp_token.
1284          * We must break-out if the whole process is trying to exit.
1285          */
1286         while (STOPLWP(p, lp)) {
1287                 lp->lwp_stat = LSSTOP;
1288                 tsleep(p, 0, "stop", 0);
1289         }
1290         p->p_nstopped--;
1291         atomic_clear_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_WSTOP);
1292         crit_exit();
1293         lwkt_reltoken(&lp->lwp_token);
1294 }
1295
1296 /*
1297  * Compute a tenex style load average of a quantity on
1298  * 1, 5 and 15 minute intervals.  This is a pcpu callout.
1299  *
1300  * We segment the lwp scan on a pcpu basis.  This does NOT
1301  * mean the associated lwps are on this cpu, it is done
1302  * just to break the work up.
1303  *
1304  * The callout on cpu0 rolls up the stats from the other
1305  * cpus.
1306  */
1307 static int loadav_count_runnable(struct lwp *p, void *data);
1308
1309 static void
1310 loadav(void *arg)
1311 {
1312         globaldata_t gd = mycpu;
1313         struct loadavg *avg;
1314         int i, nrun;
1315
1316         nrun = 0;
1317         alllwp_scan(loadav_count_runnable, &nrun, 1);
1318         gd->gd_loadav_nrunnable = nrun;
1319         if (gd->gd_cpuid == 0) {
1320                 avg = &averunnable;
1321                 nrun = 0;
1322                 for (i = 0; i < ncpus; ++i)
1323                         nrun += globaldata_find(i)->gd_loadav_nrunnable;
1324                 for (i = 0; i < 3; i++) {
1325                         avg->ldavg[i] = (cexp[i] * avg->ldavg[i] +
1326                             (long)nrun * FSCALE * (FSCALE - cexp[i])) >> FSHIFT;
1327                 }
1328         }
1329
1330         /*
1331          * Schedule the next update to occur after 5 seconds, but add a
1332          * random variation to avoid synchronisation with processes that
1333          * run at regular intervals.
1334          */
1335         callout_reset(&gd->gd_loadav_callout,
1336                       hz * 4 + (int)(krandom() % (hz * 2 + 1)),
1337                       loadav, NULL);
1338 }
1339
1340 static int
1341 loadav_count_runnable(struct lwp *lp, void *data)
1342 {
1343         int *nrunp = data;
1344         thread_t td;
1345
1346         switch (lp->lwp_stat) {
1347         case LSRUN:
1348                 if ((td = lp->lwp_thread) == NULL)
1349                         break;
1350                 if (td->td_flags & TDF_BLOCKED)
1351                         break;
1352                 ++*nrunp;
1353                 break;
1354         default:
1355                 break;
1356         }
1357         lwkt_yield();
1358         return(0);
1359 }
1360
1361 /*
1362  * Regular data collection
1363  */
1364 static uint64_t
1365 collect_load_callback(int n)
1366 {
1367         int fscale = averunnable.fscale;
1368
1369         return ((averunnable.ldavg[0] * 100 + (fscale >> 1)) / fscale);
1370 }
1371
1372 static void
1373 sched_setup(void *dummy __unused)
1374 {
1375         globaldata_t save_gd = mycpu;
1376         globaldata_t gd;
1377         int n;
1378
1379         kcollect_register(KCOLLECT_LOAD, "load", collect_load_callback,
1380                           KCOLLECT_SCALE(KCOLLECT_LOAD_FORMAT, 0));
1381
1382         /*
1383          * Kick off timeout driven events by calling first time.  We
1384          * split the work across available cpus to help scale it,
1385          * it can eat a lot of cpu when there are a lot of processes
1386          * on the system.
1387          */
1388         for (n = 0; n < ncpus; ++n) {
1389                 gd = globaldata_find(n);
1390                 lwkt_setcpu_self(gd);
1391                 callout_init_mp(&gd->gd_loadav_callout);
1392                 callout_init_mp(&gd->gd_schedcpu_callout);
1393                 schedcpu(NULL);
1394                 loadav(NULL);
1395         }
1396         lwkt_setcpu_self(save_gd);
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Extremely early initialization, dummy-up the tables so we don't have
1401  * to conditionalize for NULL in _wakeup() and tsleep_interlock().  Even
1402  * though the system isn't blocking this early, these functions still
1403  * try to access the hash table.
1404  *
1405  * This setup will be overridden once sched_dyninit() -> sleep_gdinit()
1406  * is called.
1407  */
1408 void
1409 sleep_early_gdinit(globaldata_t gd)
1410 {
1411         static struct tslpque   dummy_slpque;
1412         static cpumask_t dummy_cpumasks;
1413
1414         slpque_tablesize = 1;
1415         gd->gd_tsleep_hash = &dummy_slpque;
1416         slpque_cpumasks = &dummy_cpumasks;
1417         TAILQ_INIT(&dummy_slpque.queue);
1418 }
1419
1420 /*
1421  * PCPU initialization.  Called after KMALLOC is operational, by
1422  * sched_dyninit() for cpu 0, and by mi_gdinit() for other cpus later.
1423  *
1424  * WARNING! The pcpu hash table is smaller than the global cpumask
1425  *          hash table, which can save us a lot of memory when maxproc
1426  *          is set high.
1427  */
1428 void
1429 sleep_gdinit(globaldata_t gd)
1430 {
1431         struct thread *td;
1432         size_t hash_size;
1433         uint32_t n;
1434         uint32_t i;
1435
1436         /*
1437          * This shouldn't happen, that is there shouldn't be any threads
1438          * waiting on the dummy tsleep queue this early in the boot.
1439          */
1440         if (gd->gd_cpuid == 0) {
1441                 struct tslpque *qp = &gd->gd_tsleep_hash[0];
1442                 TAILQ_FOREACH(td, &qp->queue, td_sleepq) {
1443                         kprintf("SLEEP_GDINIT SWITCH %s\n", td->td_comm);
1444                 }
1445         }
1446
1447         /*
1448          * Note that we have to allocate one extra slot because we are
1449          * shifting a modulo value.  TCHASHSHIFT(slpque_tablesize - 1) can
1450          * return the same value as TCHASHSHIFT(slpque_tablesize).
1451          */
1452         n = TCHASHSHIFT(slpque_tablesize) + 1;
1453
1454         hash_size = sizeof(struct tslpque) * n;
1455         gd->gd_tsleep_hash = (void *)kmem_alloc3(&kernel_map, hash_size,
1456                                                  VM_SUBSYS_GD,
1457                                                  KM_CPU(gd->gd_cpuid));
1458         memset(gd->gd_tsleep_hash, 0, hash_size);
1459         for (i = 0; i < n; ++i)
1460                 TAILQ_INIT(&gd->gd_tsleep_hash[i].queue);
1461 }
1462
1463 /*
1464  * Dynamic initialization after the memory system is operational.
1465  */
1466 static void
1467 sched_dyninit(void *dummy __unused)
1468 {
1469         int tblsize;
1470         int tblsize2;
1471         int n;
1472
1473         /*
1474          * Calculate table size for slpque hash.  We want a prime number
1475          * large enough to avoid overloading slpque_cpumasks when the
1476          * system has a large number of sleeping processes, which will
1477          * spam IPIs on wakeup().
1478          *
1479          * While it is true this is really a per-lwp factor, generally
1480          * speaking the maxproc limit is a good metric to go by.
1481          */
1482         for (tblsize = maxproc | 1; ; tblsize += 2) {
1483                 if (tblsize % 3 == 0)
1484                         continue;
1485                 if (tblsize % 5 == 0)
1486                         continue;
1487                 tblsize2 = (tblsize / 2) | 1;
1488                 for (n = 7; n < tblsize2; n += 2) {
1489                         if (tblsize % n == 0)
1490                                 break;
1491                 }
1492                 if (n == tblsize2)
1493                         break;
1494         }
1495
1496         /*
1497          * PIDs are currently limited to 6 digits.  Cap the table size
1498          * at double this.
1499          */
1500         if (tblsize > 2000003)
1501                 tblsize = 2000003;
1502
1503         slpque_tablesize = tblsize;
1504         slpque_cpumasks = kmalloc(sizeof(*slpque_cpumasks) * slpque_tablesize,
1505                                   M_TSLEEP, M_WAITOK | M_ZERO);
1506         sleep_gdinit(mycpu);
1507 }