sys/kern/kern_synch.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1990, 1991, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
   8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  19  *    must display the following acknowledgement:
  20  *      This product includes software developed by the University of
  21  *      California, Berkeley and its contributors.
  22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  24  *    without specific prior written permission.
  25  *
  26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  36  * SUCH DAMAGE.
  37  *
  38  *      @(#)kern_synch.c        8.9 (Berkeley) 5/19/95
  39  * $FreeBSD: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.87.2.6 2002/10/13 07:29:53 kbyanc Exp $
  40  * $DragonFly: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.57 2005/12/10 18:27:24 dillon Exp $
  41  */
  42
  43 #include "opt_ktrace.h"
  44
  45 #include <sys/param.h>
  46 #include <sys/systm.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <sys/kernel.h>
  49 #include <sys/signalvar.h>
  50 #include <sys/resourcevar.h>
  51 #include <sys/vmmeter.h>
  52 #include <sys/sysctl.h>
  53 #include <sys/thread2.h>
  54 #include <sys/lock.h>
  55 #ifdef KTRACE
  56 #include <sys/uio.h>
  57 #include <sys/ktrace.h>
  58 #endif
  59 #include <sys/xwait.h>
  60 #include <sys/ktr.h>
  61
  62 #include <machine/cpu.h>
  63 #include <machine/ipl.h>
  64 #include <machine/smp.h>
  65
  66 TAILQ_HEAD(tslpque, thread);
  67
  68 static void sched_setup (void *dummy);
  69 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_KICK_SCHEDULER, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL)
  70
  71 int     hogticks;
  72 int     lbolt;
  73 int     lbolt_syncer;
  74 int     sched_quantum;          /* Roundrobin scheduling quantum in ticks. */
  75 int     ncpus;
  76 int     ncpus2, ncpus2_shift, ncpus2_mask;
  77 int     safepri;
  78
  79 static struct callout loadav_callout;
  80 static struct callout schedcpu_callout;
  81 MALLOC_DEFINE(M_TSLEEP, "tslpque", "tsleep queues");
  82
  83 #if !defined(KTR_TSLEEP)
  84 #define KTR_TSLEEP      KTR_ALL
  85 #endif
  86 KTR_INFO_MASTER(tsleep);
  87 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_beg, 0, "tsleep enter", 0);
  88 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_end, 0, "tsleep exit", 0);
  89 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_beg, 0, "wakeup enter", 0);
  90 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_end, 0, "wakeup exit", 0);
  91 #define logtsleep(name) KTR_LOG(tsleep_ ## name)
  92
  93 struct loadavg averunnable =
  94         { {0, 0, 0}, FSCALE };  /* load average, of runnable procs */
  95 /*
  96  * Constants for averages over 1, 5, and 15 minutes
  97  * when sampling at 5 second intervals.
  98  */
  99 static fixpt_t cexp[3] = {
 100         0.9200444146293232 * FSCALE,    /* exp(-1/12) */
 101         0.9834714538216174 * FSCALE,    /* exp(-1/60) */
 102         0.9944598480048967 * FSCALE,    /* exp(-1/180) */
 103 };
 104
 105 static void     endtsleep (void *);
 106 static void     unsleep_and_wakeup_thread(struct thread *td);
 107 static void     loadav (void *arg);
 108 static void     schedcpu (void *arg);
 109
 110 /*
 111  * Adjust the scheduler quantum.  The quantum is specified in microseconds.
 112  * Note that 'tick' is in microseconds per tick.
 113  */
 114 static int
 115 sysctl_kern_quantum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 116 {
 117         int error, new_val;
 118
 119         new_val = sched_quantum * tick;
 120         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
 121         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 122                 return (error);
 123         if (new_val < tick)
 124                 return (EINVAL);
 125         sched_quantum = new_val / tick;
 126         hogticks = 2 * sched_quantum;
 127         return (0);
 128 }
 129
 130 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, quantum, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 131         0, sizeof sched_quantum, sysctl_kern_quantum, "I", "");
 132
 133 /*
 134  * If `ccpu' is not equal to `exp(-1/20)' and you still want to use the
 135  * faster/more-accurate formula, you'll have to estimate CCPU_SHIFT below
 136  * and possibly adjust FSHIFT in "param.h" so that (FSHIFT >= CCPU_SHIFT).
 137  *
 138  * To estimate CCPU_SHIFT for exp(-1/20), the following formula was used:
 139  *     1 - exp(-1/20) ~= 0.0487 ~= 0.0488 == 1 (fixed pt, *11* bits).
 140  *
 141  * If you don't want to bother with the faster/more-accurate formula, you
 142  * can set CCPU_SHIFT to (FSHIFT + 1) which will use a slower/less-accurate
 143  * (more general) method of calculating the %age of CPU used by a process.
 144  *
 145  * decay 95% of `p_pctcpu' in 60 seconds; see CCPU_SHIFT before changing
 146  */
 147 #define CCPU_SHIFT      11
 148
 149 static fixpt_t ccpu = 0.95122942450071400909 * FSCALE; /* exp(-1/20) */
 150 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");
 151
 152 /*
 153  * kernel uses `FSCALE', userland (SHOULD) use kern.fscale
 154  */
 155 static int     fscale __unused = FSCALE;
 156 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, fscale, CTLFLAG_RD, 0, FSCALE, "");
 157
 158 /*
 159  * Recompute process priorities, once a second.
 160  *
 161  * Since the userland schedulers are typically event oriented, if the
 162  * estcpu calculation at wakeup() time is not sufficient to make a
 163  * process runnable relative to other processes in the system we have
 164  * a 1-second recalc to help out.
 165  *
 166  * This code also allows us to store sysclock_t data in the process structure
 167  * without fear of an overrun, since sysclock_t are guarenteed to hold
 168  * several seconds worth of count.
 169  */
 170 /* ARGSUSED */
 171 static void
 172 schedcpu(void *arg)
 173 {
 174         struct rlimit *rlim;
 175         struct proc *p;
 176         u_int64_t ttime;
 177
 178         /*
 179          * General process statistics once a second
 180          */
 181         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 182                 crit_enter();
 183                 p->p_swtime++;
 184                 if (p->p_stat == SSLEEP)
 185                         p->p_slptime++;
 186
 187                 /*
 188                  * Only recalculate processes that are active or have slept
 189                  * less then 2 seconds.  The schedulers understand this.
 190                  */
 191                 if (p->p_slptime <= 1) {
 192                         p->p_usched->recalculate(&p->p_lwp);
 193                 } else {
 194                         p->p_pctcpu = (p->p_pctcpu * ccpu) >> FSHIFT;
 195                 }
 196                 crit_exit();
 197         }
 198
 199         /*
 200          * Resource checks.  XXX break out since psignal/killproc can block,
 201          * limiting us to one process killed per second.  There is probably
 202          * a better way.
 203          */
 204         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 205                 crit_enter();
 206                 if (p->p_stat == SIDL ||
 207                     (p->p_flag & P_ZOMBIE) ||
 208                     p->p_limit == NULL ||
 209                     p->p_thread == NULL
 210                 ) {
 211                         crit_exit();
 212                         continue;
 213                 }
 214                 ttime = p->p_thread->td_sticks + p->p_thread->td_uticks;
 215                 if (p->p_limit->p_cpulimit != RLIM_INFINITY &&
 216                     ttime > p->p_limit->p_cpulimit
 217                 ) {
 218                         rlim = &p->p_rlimit[RLIMIT_CPU];
 219                         if (ttime / (rlim_t)1000000 >= rlim->rlim_max) {
 220                                 killproc(p, "exceeded maximum CPU limit");
 221                         } else {
 222                                 psignal(p, SIGXCPU);
 223                                 if (rlim->rlim_cur < rlim->rlim_max) {
 224                                         /* XXX: we should make a private copy */
 225                                         rlim->rlim_cur += 5;
 226                                 }
 227                         }
 228                         crit_exit();
 229                         break;
 230                 }
 231                 crit_exit();
 232         }
 233
 234         wakeup((caddr_t)&lbolt);
 235         wakeup((caddr_t)&lbolt_syncer);
 236         callout_reset(&schedcpu_callout, hz, schedcpu, NULL);
 237 }
 238
 239 /*
 240  * This is only used by ps.  Generate a cpu percentage use over
 241  * a period of one second.
 242  */
 243 void
 244 updatepcpu(struct lwp *lp, int cpticks, int ttlticks)
 245 {
 246         fixpt_t acc;
 247         int remticks;
 248
 249         acc = (cpticks << FSHIFT) / ttlticks;
 250         if (ttlticks >= ESTCPUFREQ) {
 251                 lp->lwp_pctcpu = acc;
 252         } else {
 253                 remticks = ESTCPUFREQ - ttlticks;
 254                 lp->lwp_pctcpu = (acc * ttlticks + lp->lwp_pctcpu * remticks) /
 255                                 ESTCPUFREQ;
 256         }
 257 }
 258
 259 /*
 260  * We're only looking at 7 bits of the address; everything is
 261  * aligned to 4, lots of things are aligned to greater powers
 262  * of 2.  Shift right by 8, i.e. drop the bottom 256 worth.
 263  */
 264 #define TABLESIZE       128
 265 #define LOOKUP(x)       (((intptr_t)(x) >> 8) & (TABLESIZE - 1))
 266
 267 static cpumask_t slpque_cpumasks[TABLESIZE];
 268
 269 /*
 270  * General scheduler initialization.  We force a reschedule 25 times
 271  * a second by default.  Note that cpu0 is initialized in early boot and
 272  * cannot make any high level calls.
 273  *
 274  * Each cpu has its own sleep queue.
 275  */
 276 void
 277 sleep_gdinit(globaldata_t gd)
 278 {
 279         static struct tslpque slpque_cpu0[TABLESIZE];
 280         int i;
 281
 282         if (gd->gd_cpuid == 0) {
 283                 sched_quantum = (hz + 24) / 25;
 284                 hogticks = 2 * sched_quantum;
 285
 286                 gd->gd_tsleep_hash = slpque_cpu0;
 287         } else {
 288                 gd->gd_tsleep_hash = malloc(sizeof(slpque_cpu0),
 289                                             M_TSLEEP, M_WAITOK | M_ZERO);
 290         }
 291         for (i = 0; i < TABLESIZE; ++i)
 292                 TAILQ_INIT(&gd->gd_tsleep_hash[i]);
 293 }
 294
 295 /*
 296  * General sleep call.  Suspends the current process until a wakeup is
 297  * performed on the specified identifier.  The process will then be made
 298  * runnable with the specified priority.  Sleeps at most timo/hz seconds
 299  * (0 means no timeout).  If flags includes PCATCH flag, signals are checked
 300  * before and after sleeping, else signals are not checked.  Returns 0 if
 301  * awakened, EWOULDBLOCK if the timeout expires.  If PCATCH is set and a
 302  * signal needs to be delivered, ERESTART is returned if the current system
 303  * call should be restarted if possible, and EINTR is returned if the system
 304  * call should be interrupted by the signal (return EINTR).
 305  *
 306  * Note that if we are a process, we release_curproc() before messing with
 307  * the LWKT scheduler.
 308  *
 309  * During autoconfiguration or after a panic, a sleep will simply
 310  * lower the priority briefly to allow interrupts, then return.
 311  */
 312 int
 313 tsleep(void *ident, int flags, const char *wmesg, int timo)
 314 {
 315         struct thread *td = curthread;
 316         struct proc *p = td->td_proc;           /* may be NULL */
 317         globaldata_t gd;
 318         int sig;
 319         int catch;
 320         int id;
 321         int error;
 322         int oldpri;
 323         struct callout thandle;
 324
 325         /*
 326          * NOTE: removed KTRPOINT, it could cause races due to blocking
 327          * even in stable.  Just scrap it for now.
 328          */
 329         if (cold || panicstr) {
 330                 /*
 331                  * After a panic, or during autoconfiguration,
 332                  * just give interrupts a chance, then just return;
 333                  * don't run any other procs or panic below,
 334                  * in case this is the idle process and already asleep.
 335                  */
 336                 splz();
 337                 oldpri = td->td_pri & TDPRI_MASK;
 338                 lwkt_setpri_self(safepri);
 339                 lwkt_switch();
 340                 lwkt_setpri_self(oldpri);
 341                 return (0);
 342         }
 343         logtsleep(tsleep_beg);
 344         gd = td->td_gd;
 345         KKASSERT(td != &gd->gd_idlethread);     /* you must be kidding! */
 346
 347         /*
 348          * NOTE: all of this occurs on the current cpu, including any
 349          * callout-based wakeups, so a critical section is a sufficient
 350          * interlock.
 351          *
 352          * The entire sequence through to where we actually sleep must
 353          * run without breaking the critical section.
 354          */
 355         id = LOOKUP(ident);
 356         catch = flags & PCATCH;
 357         error = 0;
 358         sig = 0;
 359
 360         crit_enter_quick(td);
 361
 362         KASSERT(ident != NULL, ("tsleep: no ident"));
 363         KASSERT(p == NULL || p->p_stat == SRUN, ("tsleep %p %s %d",
 364                 ident, wmesg, p->p_stat));
 365
 366         /*
 367          * Setup for the current process (if this is a process).
 368          */
 369         if (p) {
 370                 if (catch) {
 371                         /*
 372                          * Early termination if PCATCH was set and a
 373                          * signal is pending, interlocked with the
 374                          * critical section.
 375                          *
 376                          * Early termination only occurs when tsleep() is
 377                          * entered while in a normal SRUN state.
 378                          */
 379                         if ((sig = CURSIG(p)) != 0)
 380                                 goto resume;
 381
 382                         /*
 383                          * Causes psignal to wake us up when.
 384                          */
 385                         p->p_flag |= P_SINTR;
 386                 }
 387
 388                 /*
 389                  * Make sure the current process has been untangled from
 390                  * the userland scheduler and initialize slptime to start
 391                  * counting.
 392                  */
 393                 if (flags & PNORESCHED)
 394                         td->td_flags |= TDF_NORESCHED;
 395                 p->p_usched->release_curproc(&p->p_lwp);
 396                 p->p_slptime = 0;
 397         }
 398
 399         /*
 400          * Move our thread to the correct queue and setup our wchan, etc.
 401          */
 402         lwkt_deschedule_self(td);
 403         td->td_flags |= TDF_TSLEEPQ;
 404         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_threadq);
 405         atomic_set_int(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
 406
 407         td->td_wchan = ident;
 408         td->td_wmesg = wmesg;
 409         td->td_wdomain = flags & PDOMAIN_MASK;
 410
 411         /*
 412          * Setup the timeout, if any
 413          */
 414         if (timo) {
 415                 callout_init(&thandle);
 416                 callout_reset(&thandle, timo, endtsleep, td);
 417         }
 418
 419         /*
 420          * Beddy bye bye.
 421          */
 422         if (p) {
 423                 /*
 424                  * Ok, we are sleeping.  Remove us from the userland runq
 425                  * and place us in the SSLEEP state.
 426                  */
 427                 if (p->p_flag & P_ONRUNQ)
 428                         p->p_usched->remrunqueue(&p->p_lwp);
 429                 p->p_stat = SSLEEP;
 430                 p->p_stats->p_ru.ru_nvcsw++;
 431                 lwkt_switch();
 432                 p->p_stat = SRUN;
 433         } else {
 434                 lwkt_switch();
 435         }
 436
 437         /*
 438          * Make sure we haven't switched cpus while we were asleep.  It's
 439          * not supposed to happen.  Cleanup our temporary flags.
 440          */
 441         KKASSERT(gd == td->td_gd);
 442         td->td_flags &= ~TDF_NORESCHED;
 443
 444         /*
 445          * Cleanup the timeout.
 446          */
 447         if (timo) {
 448                 if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT) {
 449                         td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
 450                         if (sig == 0)
 451                                 error = EWOULDBLOCK;
 452                 } else {
 453                         callout_stop(&thandle);
 454                 }
 455         }
 456
 457         /*
 458          * Since td_threadq is used both for our run queue AND for the
 459          * tsleep hash queue, we can't still be on it at this point because
 460          * we've gotten cpu back.
 461          */
 462         KASSERT((td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) == 0, ("tsleep: impossible thread flags %08x", td->td_flags));
 463         td->td_wchan = NULL;
 464         td->td_wmesg = NULL;
 465         td->td_wdomain = 0;
 466
 467         /*
 468          * Figure out the correct error return
 469          */
 470 resume:
 471         if (p) {
 472                 p->p_flag &= ~(P_BREAKTSLEEP | P_SINTR);
 473                 if (catch && error == 0 && (sig != 0 || (sig = CURSIG(p)))) {
 474                         if (SIGISMEMBER(p->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
 475                                 error = EINTR;
 476                         else
 477                                 error = ERESTART;
 478                 }
 479         }
 480         logtsleep(tsleep_end);
 481         crit_exit_quick(td);
 482         return (error);
 483 }
 484
 485 /*
 486  * This is a dandy function that allows us to interlock tsleep/wakeup
 487  * operations with unspecified upper level locks, such as lockmgr locks,
 488  * simply by holding a critical section.  The sequence is:
 489  *
 490  *      (enter critical section)
 491  *      (acquire upper level lock)
 492  *      tsleep_interlock(blah)
 493  *      (release upper level lock)
 494  *      tsleep(blah, ...)
 495  *      (exit critical section)
 496  *
 497  * Basically this function sets our cpumask for the ident which informs
 498  * other cpus that our cpu 'might' be waiting (or about to wait on) the
 499  * hash index related to the ident.  The critical section prevents another
 500  * cpu's wakeup() from being processed on our cpu until we are actually
 501  * able to enter the tsleep().  Thus, no race occurs between our attempt
 502  * to release a resource and sleep, and another cpu's attempt to acquire
 503  * a resource and call wakeup.
 504  *
 505  * There isn't much of a point to this function unless you call it while
 506  * holding a critical section.
 507  */
 508 void
 509 tsleep_interlock(void *ident)
 510 {
 511         int id = LOOKUP(ident);
 512
 513         atomic_set_int(&slpque_cpumasks[id], mycpu->gd_cpumask);
 514 }
 515
 516 /*
 517  * Implement the timeout for tsleep.
 518  *
 519  * We set P_BREAKTSLEEP to indicate that an event has occured, but
 520  * we only call setrunnable if the process is not stopped.
 521  *
 522  * This type of callout timeout is scheduled on the same cpu the process
 523  * is sleeping on.  Also, at the moment, the MP lock is held.
 524  */
 525 static void
 526 endtsleep(void *arg)
 527 {
 528         thread_t td = arg;
 529         struct proc *p;
 530
 531         ASSERT_MP_LOCK_HELD(curthread);
 532         crit_enter();
 533
 534         /*
 535          * cpu interlock.  Thread flags are only manipulated on
 536          * the cpu owning the thread.  proc flags are only manipulated
 537          * by the older of the MP lock.  We have both.
 538          */
 539         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
 540                 td->td_flags |= TDF_TIMEOUT;
 541
 542                 if ((p = td->td_proc) != NULL) {
 543                         p->p_flag |= P_BREAKTSLEEP;
 544                         if ((p->p_flag & P_STOPPED) == 0)
 545                                 setrunnable(p);
 546                 } else {
 547                         unsleep_and_wakeup_thread(td);
 548                 }
 549         }
 550         crit_exit();
 551 }
 552
 553 /*
 554  * Unsleep and wakeup a thread.  This function runs without the MP lock
 555  * which means that it can only manipulate thread state on the owning cpu,
 556  * and cannot touch the process state at all.
 557  */
 558 static
 559 void
 560 unsleep_and_wakeup_thread(struct thread *td)
 561 {
 562         globaldata_t gd = mycpu;
 563         int id;
 564
 565 #ifdef SMP
 566         if (td->td_gd != gd) {
 567                 lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)unsleep_and_wakeup_thread, td);
 568                 return;
 569         }
 570 #endif
 571         crit_enter();
 572         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
 573                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEPQ;
 574                 id = LOOKUP(td->td_wchan);
 575                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_threadq);
 576                 if (TAILQ_FIRST(&gd->gd_tsleep_hash[id]) == NULL)
 577                         atomic_clear_int(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
 578                 lwkt_schedule(td);
 579         }
 580         crit_exit();
 581 }
 582
 583 /*
 584  * Make all processes sleeping on the specified identifier runnable.
 585  * count may be zero or one only.
 586  *
 587  * The domain encodes the sleep/wakeup domain AND the first cpu to check
 588  * (which is always the current cpu).  As we iterate across cpus
 589  *
 590  * This call may run without the MP lock held.  We can only manipulate thread
 591  * state on the cpu owning the thread.  We CANNOT manipulate process state
 592  * at all.
 593  */
 594 static void
 595 _wakeup(void *ident, int domain)
 596 {
 597         struct tslpque *qp;
 598         struct thread *td;
 599         struct thread *ntd;
 600         globaldata_t gd;
 601 #ifdef SMP
 602         cpumask_t mask;
 603         cpumask_t tmask;
 604         int startcpu;
 605         int nextcpu;
 606 #endif
 607         int id;
 608
 609         crit_enter();
 610         logtsleep(wakeup_beg);
 611         gd = mycpu;
 612         id = LOOKUP(ident);
 613         qp = &gd->gd_tsleep_hash[id];
 614 restart:
 615         for (td = TAILQ_FIRST(qp); td != NULL; td = ntd) {
 616                 ntd = TAILQ_NEXT(td, td_threadq);
 617                 if (td->td_wchan == ident &&
 618                     td->td_wdomain == (domain & PDOMAIN_MASK)
 619                 ) {
 620                         KKASSERT(td->td_flags & TDF_TSLEEPQ);
 621                         td->td_flags &= ~TDF_TSLEEPQ;
 622                         TAILQ_REMOVE(qp, td, td_threadq);
 623                         if (TAILQ_FIRST(qp) == NULL) {
 624                                 atomic_clear_int(&slpque_cpumasks[id],
 625                                                  gd->gd_cpumask);
 626                         }
 627                         lwkt_schedule(td);
 628                         if (domain & PWAKEUP_ONE)
 629                                 goto done;
 630                         goto restart;
 631                 }
 632         }
 633
 634 #ifdef SMP
 635         /*
 636          * We finished checking the current cpu but there still may be
 637          * more work to do.  Either wakeup_one was requested and no matching
 638          * thread was found, or a normal wakeup was requested and we have
 639          * to continue checking cpus.
 640          *
 641          * The cpu that started the wakeup sequence is encoded in the domain.
 642          * We use this information to determine which cpus still need to be
 643          * checked, locate a candidate cpu, and chain the wakeup
 644          * asynchronously with an IPI message.
 645          *
 646          * It should be noted that this scheme is actually less expensive then
 647          * the old scheme when waking up multiple threads, since we send
 648          * only one IPI message per target candidate which may then schedule
 649          * multiple threads.  Before we could have wound up sending an IPI
 650          * message for each thread on the target cpu (!= current cpu) that
 651          * needed to be woken up.
 652          *
 653          * NOTE: Wakeups occuring on remote cpus are asynchronous.  This
 654          * should be ok since we are passing idents in the IPI rather then
 655          * thread pointers.
 656          */
 657         if ((mask = slpque_cpumasks[id]) != 0) {
 658                 /*
 659                  * Look for a cpu that might have work to do.  Mask out cpus
 660                  * which have already been processed.
 661                  *
 662                  * 31xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx0
 663                  *        ^        ^           ^
 664                  *      start   currentcpu    start
 665                  *      case2                 case1
 666                  *        *        *           *
 667                  * 11111111111111110000000000000111     case1
 668                  * 00000000111111110000000000000000     case2
 669                  *
 670                  * case1:  We started at start_case1 and processed through
 671                  *         to the current cpu.  We have to check any bits
 672                  *         after the current cpu, then check bits before
 673                  *         the starting cpu.
 674                  *
 675                  * case2:  We have already checked all the bits from
 676                  *         start_case2 to the end, and from 0 to the current
 677                  *         cpu.  We just have the bits from the current cpu
 678                  *         to start_case2 left to check.
 679                  */
 680                 startcpu = PWAKEUP_DECODE(domain);
 681                 if (gd->gd_cpuid >= startcpu) {
 682                         /*
 683                          * CASE1
 684                          */
 685                         tmask = mask & ~((gd->gd_cpumask << 1) - 1);
 686                         if (mask & tmask) {
 687                                 nextcpu = bsfl(mask & tmask);
 688                                 lwkt_send_ipiq2(globaldata_find(nextcpu),
 689                                                 _wakeup, ident, domain);
 690                         } else {
 691                                 tmask = (1 << startcpu) - 1;
 692                                 if (mask & tmask) {
 693                                         nextcpu = bsfl(mask & tmask);
 694                                         lwkt_send_ipiq2(
 695                                                     globaldata_find(nextcpu),
 696                                                     _wakeup, ident, domain);
 697                                 }
 698                         }
 699                 } else {
 700                         /*
 701                          * CASE2
 702                          */
 703                         tmask = ~((gd->gd_cpumask << 1) - 1) &
 704                                  ((1 << startcpu) - 1);
 705                         if (mask & tmask) {
 706                                 nextcpu = bsfl(mask & tmask);
 707                                 lwkt_send_ipiq2(globaldata_find(nextcpu),
 708                                                 _wakeup, ident, domain);
 709                         }
 710                 }
 711         }
 712 #endif
 713 done:
 714         logtsleep(wakeup_end);
 715         crit_exit();
 716 }
 717
 718 void
 719 wakeup(void *ident)
 720 {
 721     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid));
 722 }
 723
 724 void
 725 wakeup_one(void *ident)
 726 {
 727     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
 728     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
 729 }
 730
 731 void
 732 wakeup_domain(void *ident, int domain)
 733 {
 734     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid));
 735 }
 736
 737 void
 738 wakeup_domain_one(void *ident, int domain)
 739 {
 740     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
 741     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
 742 }
 743
 744 /*
 745  * setrunnable()
 746  *
 747  * Make a process runnable.  The MP lock must be held on call.  This only
 748  * has an effect if we are in SSLEEP.  We only break out of the
 749  * tsleep if P_BREAKTSLEEP is set, otherwise we just fix-up the state.
 750  *
 751  * NOTE: With the MP lock held we can only safely manipulate the process
 752  * structure.  We cannot safely manipulate the thread structure.
 753  */
 754 void
 755 setrunnable(struct proc *p)
 756 {
 757         crit_enter();
 758         ASSERT_MP_LOCK_HELD(curthread);
 759         p->p_flag &= ~P_STOPPED;
 760         if (p->p_stat == SSLEEP && (p->p_flag & P_BREAKTSLEEP)) {
 761                 unsleep_and_wakeup_thread(p->p_thread);
 762         }
 763         crit_exit();
 764 }
 765
 766 /*
 767  * The process is stopped due to some condition, usually because P_STOPPED
 768  * is set but also possibly due to being traced.
 769  *
 770  * NOTE!  If the caller sets P_STOPPED, the caller must also clear P_WAITED
 771  * because the parent may check the child's status before the child actually
 772  * gets to this routine.
 773  *
 774  * This routine is called with the current process only, typically just
 775  * before returning to userland.
 776  *
 777  * Setting P_BREAKTSLEEP before entering the tsleep will cause a passive
 778  * SIGCONT to break out of the tsleep.
 779  */
 780 void
 781 tstop(struct proc *p)
 782 {
 783         wakeup((caddr_t)p->p_pptr);
 784         p->p_flag |= P_BREAKTSLEEP;
 785         tsleep(p, 0, "stop", 0);
 786 }
 787
 788 /*
 789  * Yield / synchronous reschedule.  This is a bit tricky because the trap
 790  * code might have set a lazy release on the switch function.   Setting
 791  * P_PASSIVE_ACQ will ensure that the lazy release executes when we call
 792  * switch, and that we are given a greater chance of affinity with our
 793  * current cpu.
 794  *
 795  * We call lwkt_setpri_self() to rotate our thread to the end of the lwkt
 796  * run queue.  lwkt_switch() will also execute any assigned passive release
 797  * (which usually calls release_curproc()), allowing a same/higher priority
 798  * process to be designated as the current process.
 799  *
 800  * While it is possible for a lower priority process to be designated,
 801  * it's call to lwkt_maybe_switch() in acquire_curproc() will likely
 802  * round-robin back to us and we will be able to re-acquire the current
 803  * process designation.
 804  */
 805 void
 806 uio_yield(void)
 807 {
 808         struct thread *td = curthread;
 809         struct proc *p = td->td_proc;
 810
 811         lwkt_setpri_self(td->td_pri & TDPRI_MASK);
 812         if (p) {
 813                 p->p_flag |= P_PASSIVE_ACQ;
 814                 lwkt_switch();
 815                 p->p_flag &= ~P_PASSIVE_ACQ;
 816         } else {
 817                 lwkt_switch();
 818         }
 819 }
 820
 821 /*
 822  * Compute a tenex style load average of a quantity on
 823  * 1, 5 and 15 minute intervals.
 824  */
 825 static void
 826 loadav(void *arg)
 827 {
 828         int i, nrun;
 829         struct loadavg *avg;
 830         struct proc *p;
 831         thread_t td;
 832
 833         avg = &averunnable;
 834         nrun = 0;
 835         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 836                 switch (p->p_stat) {
 837                 case SRUN:
 838                         if ((td = p->p_thread) == NULL)
 839                                 break;
 840                         if (td->td_flags & TDF_BLOCKED)
 841                                 break;
 842                         /* fall through */
 843                 case SIDL:
 844                         nrun++;
 845                         break;
 846                 default:
 847                         break;
 848                 }
 849         }
 850         for (i = 0; i < 3; i++)
 851                 avg->ldavg[i] = (cexp[i] * avg->ldavg[i] +
 852                     nrun * FSCALE * (FSCALE - cexp[i])) >> FSHIFT;
 853
 854         /*
 855          * Schedule the next update to occur after 5 seconds, but add a
 856          * random variation to avoid synchronisation with processes that
 857          * run at regular intervals.
 858          */
 859         callout_reset(&loadav_callout, hz * 4 + (int)(random() % (hz * 2 + 1)),
 860             loadav, NULL);
 861 }
 862
 863 /* ARGSUSED */
 864 static void
 865 sched_setup(void *dummy)
 866 {
 867         callout_init(&loadav_callout);
 868         callout_init(&schedcpu_callout);
 869
 870         /* Kick off timeout driven events by calling first time. */
 871         schedcpu(NULL);
 872         loadav(NULL);
 873 }
 874