Merge branch 'vendor/NCURSES'
[dragonfly.git] / sys / kern / kern_synch.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1990, 1991, 1993
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
19  *    must display the following acknowledgement:
20  *      This product includes software developed by the University of
21  *      California, Berkeley and its contributors.
22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
24  *    without specific prior written permission.
25  *
26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
36  * SUCH DAMAGE.
37  *
38  *      @(#)kern_synch.c        8.9 (Berkeley) 5/19/95
39  * $FreeBSD: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.87.2.6 2002/10/13 07:29:53 kbyanc Exp $
40  * $DragonFly: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.91 2008/09/09 04:06:13 dillon Exp $
41  */
42
43 #include "opt_ktrace.h"
44
45 #include <sys/param.h>
46 #include <sys/systm.h>
47 #include <sys/proc.h>
48 #include <sys/kernel.h>
49 #include <sys/signalvar.h>
50 #include <sys/signal2.h>
51 #include <sys/resourcevar.h>
52 #include <sys/vmmeter.h>
53 #include <sys/sysctl.h>
54 #include <sys/lock.h>
55 #ifdef KTRACE
56 #include <sys/uio.h>
57 #include <sys/ktrace.h>
58 #endif
59 #include <sys/xwait.h>
60 #include <sys/ktr.h>
61
62 #include <sys/thread2.h>
63 #include <sys/spinlock2.h>
64 #include <sys/mutex2.h>
65 #include <sys/serialize.h>
66
67 #include <machine/cpu.h>
68 #include <machine/smp.h>
69
70 TAILQ_HEAD(tslpque, thread);
71
72 static void sched_setup (void *dummy);
73 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_KICK_SCHEDULER, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL)
74
75 int     hogticks;
76 int     lbolt;
77 int     lbolt_syncer;
78 int     sched_quantum;          /* Roundrobin scheduling quantum in ticks. */
79 int     ncpus;
80 int     ncpus2, ncpus2_shift, ncpus2_mask;
81 int     ncpus_fit, ncpus_fit_mask;
82 int     safepri;
83 int     tsleep_now_works;
84
85 static struct callout loadav_callout;
86 static struct callout schedcpu_callout;
87 MALLOC_DEFINE(M_TSLEEP, "tslpque", "tsleep queues");
88
89 #if !defined(KTR_TSLEEP)
90 #define KTR_TSLEEP      KTR_ALL
91 #endif
92 KTR_INFO_MASTER(tsleep);
93 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_beg, 0, "tsleep enter %p", sizeof(void *));
94 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_end, 1, "tsleep exit", 0);
95 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_beg, 2, "wakeup enter %p", sizeof(void *));
96 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_end, 3, "wakeup exit", 0);
97 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, ilockfail,  4, "interlock failed %p", sizeof(void *));
98
99 #define logtsleep1(name)        KTR_LOG(tsleep_ ## name)
100 #define logtsleep2(name, val)   KTR_LOG(tsleep_ ## name, val)
101
102 struct loadavg averunnable =
103         { {0, 0, 0}, FSCALE };  /* load average, of runnable procs */
104 /*
105  * Constants for averages over 1, 5, and 15 minutes
106  * when sampling at 5 second intervals.
107  */
108 static fixpt_t cexp[3] = {
109         0.9200444146293232 * FSCALE,    /* exp(-1/12) */
110         0.9834714538216174 * FSCALE,    /* exp(-1/60) */
111         0.9944598480048967 * FSCALE,    /* exp(-1/180) */
112 };
113
114 static void     endtsleep (void *);
115 static void     loadav (void *arg);
116 static void     schedcpu (void *arg);
117 #ifdef SMP
118 static void     tsleep_wakeup(struct thread *td);
119 #endif
120
121 /*
122  * Adjust the scheduler quantum.  The quantum is specified in microseconds.
123  * Note that 'tick' is in microseconds per tick.
124  */
125 static int
126 sysctl_kern_quantum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
127 {
128         int error, new_val;
129
130         new_val = sched_quantum * tick;
131         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
132         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
133                 return (error);
134         if (new_val < tick)
135                 return (EINVAL);
136         sched_quantum = new_val / tick;
137         hogticks = 2 * sched_quantum;
138         return (0);
139 }
140
141 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, quantum, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
142         0, sizeof sched_quantum, sysctl_kern_quantum, "I", "");
143
144 /*
145  * If `ccpu' is not equal to `exp(-1/20)' and you still want to use the
146  * faster/more-accurate formula, you'll have to estimate CCPU_SHIFT below
147  * and possibly adjust FSHIFT in "param.h" so that (FSHIFT >= CCPU_SHIFT).
148  *
149  * To estimate CCPU_SHIFT for exp(-1/20), the following formula was used:
150  *     1 - exp(-1/20) ~= 0.0487 ~= 0.0488 == 1 (fixed pt, *11* bits).
151  *
152  * If you don't want to bother with the faster/more-accurate formula, you
153  * can set CCPU_SHIFT to (FSHIFT + 1) which will use a slower/less-accurate
154  * (more general) method of calculating the %age of CPU used by a process.
155  *
156  * decay 95% of `lwp_pctcpu' in 60 seconds; see CCPU_SHIFT before changing
157  */
158 #define CCPU_SHIFT      11
159
160 static fixpt_t ccpu = 0.95122942450071400909 * FSCALE; /* exp(-1/20) */
161 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");
162
163 /*
164  * kernel uses `FSCALE', userland (SHOULD) use kern.fscale 
165  */
166 int     fscale __unused = FSCALE;       /* exported to systat */
167 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, fscale, CTLFLAG_RD, 0, FSCALE, "");
168
169 /*
170  * Recompute process priorities, once a second.
171  *
172  * Since the userland schedulers are typically event oriented, if the
173  * estcpu calculation at wakeup() time is not sufficient to make a
174  * process runnable relative to other processes in the system we have
175  * a 1-second recalc to help out.
176  *
177  * This code also allows us to store sysclock_t data in the process structure
178  * without fear of an overrun, since sysclock_t are guarenteed to hold 
179  * several seconds worth of count.
180  *
181  * WARNING!  callouts can preempt normal threads.  However, they will not
182  * preempt a thread holding a spinlock so we *can* safely use spinlocks.
183  */
184 static int schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused);
185 static int schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused);
186
187 static void
188 schedcpu(void *arg)
189 {
190         allproc_scan(schedcpu_stats, NULL);
191         allproc_scan(schedcpu_resource, NULL);
192         wakeup((caddr_t)&lbolt);
193         wakeup((caddr_t)&lbolt_syncer);
194         callout_reset(&schedcpu_callout, hz, schedcpu, NULL);
195 }
196
197 /*
198  * General process statistics once a second
199  */
200 static int
201 schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused)
202 {
203         struct lwp *lp;
204
205         crit_enter();
206         p->p_swtime++;
207         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
208                 if (lp->lwp_stat == LSSLEEP)
209                         lp->lwp_slptime++;
210
211                 /*
212                  * Only recalculate processes that are active or have slept
213                  * less then 2 seconds.  The schedulers understand this.
214                  */
215                 if (lp->lwp_slptime <= 1) {
216                         p->p_usched->recalculate(lp);
217                 } else {
218                         lp->lwp_pctcpu = (lp->lwp_pctcpu * ccpu) >> FSHIFT;
219                 }
220         }
221         crit_exit();
222         return(0);
223 }
224
225 /*
226  * Resource checks.  XXX break out since ksignal/killproc can block,
227  * limiting us to one process killed per second.  There is probably
228  * a better way.
229  */
230 static int
231 schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused)
232 {
233         u_int64_t ttime;
234         struct lwp *lp;
235
236         crit_enter();
237         if (p->p_stat == SIDL || 
238             p->p_stat == SZOMB ||
239             p->p_limit == NULL
240         ) {
241                 crit_exit();
242                 return(0);
243         }
244
245         ttime = 0;
246         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
247                 /*
248                  * We may have caught an lp in the middle of being
249                  * created, lwp_thread can be NULL.
250                  */
251                 if (lp->lwp_thread) {
252                         ttime += lp->lwp_thread->td_sticks;
253                         ttime += lp->lwp_thread->td_uticks;
254                 }
255         }
256
257         switch(plimit_testcpulimit(p->p_limit, ttime)) {
258         case PLIMIT_TESTCPU_KILL:
259                 killproc(p, "exceeded maximum CPU limit");
260                 break;
261         case PLIMIT_TESTCPU_XCPU:
262                 if ((p->p_flag & P_XCPU) == 0) {
263                         p->p_flag |= P_XCPU;
264                         ksignal(p, SIGXCPU);
265                 }
266                 break;
267         default:
268                 break;
269         }
270         crit_exit();
271         return(0);
272 }
273
274 /*
275  * This is only used by ps.  Generate a cpu percentage use over
276  * a period of one second.
277  *
278  * MPSAFE
279  */
280 void
281 updatepcpu(struct lwp *lp, int cpticks, int ttlticks)
282 {
283         fixpt_t acc;
284         int remticks;
285
286         acc = (cpticks << FSHIFT) / ttlticks;
287         if (ttlticks >= ESTCPUFREQ) {
288                 lp->lwp_pctcpu = acc;
289         } else {
290                 remticks = ESTCPUFREQ - ttlticks;
291                 lp->lwp_pctcpu = (acc * ttlticks + lp->lwp_pctcpu * remticks) /
292                                 ESTCPUFREQ;
293         }
294 }
295
296 /*
297  * tsleep/wakeup hash table parameters.  Try to find the sweet spot for
298  * like addresses being slept on.
299  */
300 #define TABLESIZE       1024
301 #define LOOKUP(x)       (((intptr_t)(x) >> 6) & (TABLESIZE - 1))
302
303 static cpumask_t slpque_cpumasks[TABLESIZE];
304
305 /*
306  * General scheduler initialization.  We force a reschedule 25 times
307  * a second by default.  Note that cpu0 is initialized in early boot and
308  * cannot make any high level calls.
309  *
310  * Each cpu has its own sleep queue.
311  */
312 void
313 sleep_gdinit(globaldata_t gd)
314 {
315         static struct tslpque slpque_cpu0[TABLESIZE];
316         int i;
317
318         if (gd->gd_cpuid == 0) {
319                 sched_quantum = (hz + 24) / 25;
320                 hogticks = 2 * sched_quantum;
321
322                 gd->gd_tsleep_hash = slpque_cpu0;
323         } else {
324                 gd->gd_tsleep_hash = kmalloc(sizeof(slpque_cpu0), 
325                                             M_TSLEEP, M_WAITOK | M_ZERO);
326         }
327         for (i = 0; i < TABLESIZE; ++i)
328                 TAILQ_INIT(&gd->gd_tsleep_hash[i]);
329 }
330
331 /*
332  * This is a dandy function that allows us to interlock tsleep/wakeup
333  * operations with unspecified upper level locks, such as lockmgr locks,
334  * simply by holding a critical section.  The sequence is:
335  *
336  *      (acquire upper level lock)
337  *      tsleep_interlock(blah)
338  *      (release upper level lock)
339  *      tsleep(blah, ...)
340  *
341  * Basically this functions queues us on the tsleep queue without actually
342  * descheduling us.  When tsleep() is later called with PINTERLOCK it
343  * assumes the thread was already queued, otherwise it queues it there.
344  *
345  * Thus it is possible to receive the wakeup prior to going to sleep and
346  * the race conditions are covered.
347  */
348 static __inline void
349 _tsleep_interlock(globaldata_t gd, void *ident, int flags)
350 {
351         thread_t td = gd->gd_curthread;
352         int id;
353
354         crit_enter_quick(td);
355         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
356                 id = LOOKUP(td->td_wchan);
357                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_sleepq);
358                 if (TAILQ_FIRST(&gd->gd_tsleep_hash[id]) == NULL)
359                         atomic_clear_int(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
360         } else {
361                 td->td_flags |= TDF_TSLEEPQ;
362         }
363         id = LOOKUP(ident);
364         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_sleepq);
365         atomic_set_int(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
366         td->td_wchan = ident;
367         td->td_wdomain = flags & PDOMAIN_MASK;
368         crit_exit_quick(td);
369 }
370
371 void
372 tsleep_interlock(void *ident, int flags)
373 {
374         _tsleep_interlock(mycpu, ident, flags);
375 }
376
377 /*
378  * Remove thread from sleepq.  Must be called with a critical section held.
379  */
380 static __inline void
381 _tsleep_remove(thread_t td)
382 {
383         globaldata_t gd = mycpu;
384         int id;
385
386         KKASSERT(td->td_gd == gd);
387         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
388                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEPQ;
389                 id = LOOKUP(td->td_wchan);
390                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_sleepq);
391                 if (TAILQ_FIRST(&gd->gd_tsleep_hash[id]) == NULL)
392                         atomic_clear_int(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
393                 td->td_wchan = NULL;
394                 td->td_wdomain = 0;
395         }
396 }
397
398 void
399 tsleep_remove(thread_t td)
400 {
401         _tsleep_remove(td);
402 }
403
404 /*
405  * This function removes a thread from the tsleep queue and schedules
406  * it.  This function may act asynchronously.  The target thread may be
407  * sleeping on a different cpu.
408  *
409  * This function mus be called while in a critical section but if the
410  * target thread is sleeping on a different cpu we cannot safely probe
411  * td_flags.
412  */
413 static __inline
414 void
415 _tsleep_wakeup(struct thread *td)
416 {
417 #ifdef SMP
418         globaldata_t gd = mycpu;
419
420         if (td->td_gd != gd) {
421                 lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)tsleep_wakeup, td);
422                 return;
423         }
424 #endif
425         _tsleep_remove(td);
426         if (td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED) {
427                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
428                 lwkt_schedule(td);
429         }
430 }
431
432 #ifdef SMP
433 static
434 void
435 tsleep_wakeup(struct thread *td)
436 {
437         _tsleep_wakeup(td);
438 }
439 #endif
440
441
442 /*
443  * General sleep call.  Suspends the current process until a wakeup is
444  * performed on the specified identifier.  The process will then be made
445  * runnable with the specified priority.  Sleeps at most timo/hz seconds
446  * (0 means no timeout).  If flags includes PCATCH flag, signals are checked
447  * before and after sleeping, else signals are not checked.  Returns 0 if
448  * awakened, EWOULDBLOCK if the timeout expires.  If PCATCH is set and a
449  * signal needs to be delivered, ERESTART is returned if the current system
450  * call should be restarted if possible, and EINTR is returned if the system
451  * call should be interrupted by the signal (return EINTR).
452  *
453  * Note that if we are a process, we release_curproc() before messing with
454  * the LWKT scheduler.
455  *
456  * During autoconfiguration or after a panic, a sleep will simply
457  * lower the priority briefly to allow interrupts, then return.
458  */
459 int
460 tsleep(void *ident, int flags, const char *wmesg, int timo)
461 {
462         struct thread *td = curthread;
463         struct lwp *lp = td->td_lwp;
464         struct proc *p = td->td_proc;           /* may be NULL */
465         globaldata_t gd;
466         int sig;
467         int catch;
468         int id;
469         int error;
470         int oldpri;
471         struct callout thandle;
472
473         /*
474          * NOTE: removed KTRPOINT, it could cause races due to blocking
475          * even in stable.  Just scrap it for now.
476          */
477         if (tsleep_now_works == 0 || panicstr) {
478                 /*
479                  * After a panic, or before we actually have an operational
480                  * softclock, just give interrupts a chance, then just return;
481                  *
482                  * don't run any other procs or panic below,
483                  * in case this is the idle process and already asleep.
484                  */
485                 splz();
486                 oldpri = td->td_pri & TDPRI_MASK;
487                 lwkt_setpri_self(safepri);
488                 lwkt_switch();
489                 lwkt_setpri_self(oldpri);
490                 return (0);
491         }
492         logtsleep2(tsleep_beg, ident);
493         gd = td->td_gd;
494         KKASSERT(td != &gd->gd_idlethread);     /* you must be kidding! */
495
496         /*
497          * NOTE: all of this occurs on the current cpu, including any
498          * callout-based wakeups, so a critical section is a sufficient
499          * interlock.
500          *
501          * The entire sequence through to where we actually sleep must
502          * run without breaking the critical section.
503          */
504         catch = flags & PCATCH;
505         error = 0;
506         sig = 0;
507
508         crit_enter_quick(td);
509
510         KASSERT(ident != NULL, ("tsleep: no ident"));
511         KASSERT(lp == NULL ||
512                 lp->lwp_stat == LSRUN ||        /* Obvious */
513                 lp->lwp_stat == LSSTOP,         /* Set in tstop */
514                 ("tsleep %p %s %d",
515                         ident, wmesg, lp->lwp_stat));
516
517         /*
518          * Setup for the current process (if this is a process). 
519          */
520         if (lp) {
521                 if (catch) {
522                         /*
523                          * Early termination if PCATCH was set and a
524                          * signal is pending, interlocked with the
525                          * critical section.
526                          *
527                          * Early termination only occurs when tsleep() is
528                          * entered while in a normal LSRUN state.
529                          */
530                         if ((sig = CURSIG(lp)) != 0)
531                                 goto resume;
532
533                         /*
534                          * Early termination if PCATCH was set and a
535                          * mailbox signal was possibly delivered prior to
536                          * the system call even being made, in order to
537                          * allow the user to interlock without having to
538                          * make additional system calls.
539                          */
540                         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
541                                 goto resume;
542
543                         /*
544                          * Causes ksignal to wake us up when.
545                          */
546                         lp->lwp_flag |= LWP_SINTR;
547                 }
548         }
549
550         /*
551          * We interlock the sleep queue if the caller has not already done
552          * it for us.
553          */
554         if ((flags & PINTERLOCKED) == 0) {
555                 id = LOOKUP(ident);
556                 _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
557         }
558
559         /*
560          *
561          * If no interlock was set we do an integrated interlock here.
562          * Make sure the current process has been untangled from
563          * the userland scheduler and initialize slptime to start
564          * counting.  We must interlock the sleep queue before doing
565          * this to avoid wakeup/process-ipi races which can occur under
566          * heavy loads.
567          */
568         if (lp) {
569                 p->p_usched->release_curproc(lp);
570                 lp->lwp_slptime = 0;
571         }
572
573         /*
574          * If the interlocked flag is set but our cpu bit in the slpqueue
575          * is no longer set, then a wakeup was processed inbetween the
576          * tsleep_interlock() (ours or the callers), and here.  This can
577          * occur under numerous circumstances including when we release the
578          * current process.
579          *
580          * Extreme loads can cause the sending of an IPI (e.g. wakeup()'s)
581          * to process incoming IPIs, thus draining incoming wakeups.
582          */
583         if ((td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) == 0) {
584                 logtsleep2(ilockfail, ident);
585                 goto resume;
586         }
587
588         /*
589          * scheduling is blocked while in a critical section.  Coincide
590          * the descheduled-by-tsleep flag with the descheduling of the
591          * lwkt.
592          */
593         lwkt_deschedule_self(td);
594         td->td_flags |= TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
595         td->td_wmesg = wmesg;
596
597         /*
598          * Setup the timeout, if any
599          */
600         if (timo) {
601                 callout_init(&thandle);
602                 callout_reset(&thandle, timo, endtsleep, td);
603         }
604
605         /*
606          * Beddy bye bye.
607          */
608         if (lp) {
609                 /*
610                  * Ok, we are sleeping.  Place us in the SSLEEP state.
611                  */
612                 KKASSERT((lp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
613                 /*
614                  * tstop() sets LSSTOP, so don't fiddle with that.
615                  */
616                 if (lp->lwp_stat != LSSTOP)
617                         lp->lwp_stat = LSSLEEP;
618                 lp->lwp_ru.ru_nvcsw++;
619                 lwkt_switch();
620
621                 /*
622                  * And when we are woken up, put us back in LSRUN.  If we
623                  * slept for over a second, recalculate our estcpu.
624                  */
625                 lp->lwp_stat = LSRUN;
626                 if (lp->lwp_slptime)
627                         p->p_usched->recalculate(lp);
628                 lp->lwp_slptime = 0;
629         } else {
630                 lwkt_switch();
631         }
632
633         /* 
634          * Make sure we haven't switched cpus while we were asleep.  It's
635          * not supposed to happen.  Cleanup our temporary flags.
636          */
637         KKASSERT(gd == td->td_gd);
638
639         /*
640          * Cleanup the timeout.
641          */
642         if (timo) {
643                 if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT) {
644                         td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
645                         error = EWOULDBLOCK;
646                 } else {
647                         callout_stop(&thandle);
648                 }
649         }
650
651         /*
652          * Make sure we have been removed from the sleepq.  This should
653          * have been done for us already.
654          */
655         _tsleep_remove(td);
656         td->td_wmesg = NULL;
657         if (td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED) {
658                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
659                 kprintf("td %p (%s) unexpectedly rescheduled\n",
660                         td, td->td_comm);
661         }
662
663         /*
664          * Figure out the correct error return.  If interrupted by a
665          * signal we want to return EINTR or ERESTART.  
666          *
667          * If P_MAILBOX is set no automatic system call restart occurs
668          * and we return EINTR.  P_MAILBOX is meant to be used as an
669          * interlock, the user must poll it prior to any system call
670          * that it wishes to interlock a mailbox signal against since
671          * the flag is cleared on *any* system call that sleeps.
672          */
673 resume:
674         if (p) {
675                 if (catch && error == 0) {
676                         if ((p->p_flag & P_MAILBOX) && sig == 0) {
677                                 error = EINTR;
678                         } else if (sig != 0 || (sig = CURSIG(lp))) {
679                                 if (SIGISMEMBER(p->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
680                                         error = EINTR;
681                                 else
682                                         error = ERESTART;
683                         }
684                 }
685                 lp->lwp_flag &= ~(LWP_BREAKTSLEEP | LWP_SINTR);
686                 p->p_flag &= ~P_MAILBOX;
687         }
688         logtsleep1(tsleep_end);
689         crit_exit_quick(td);
690         return (error);
691 }
692
693 /*
694  * Interlocked spinlock sleep.  An exclusively held spinlock must
695  * be passed to ssleep().  The function will atomically release the
696  * spinlock and tsleep on the ident, then reacquire the spinlock and
697  * return.
698  *
699  * This routine is fairly important along the critical path, so optimize it
700  * heavily.
701  */
702 int
703 ssleep(void *ident, struct spinlock *spin, int flags,
704        const char *wmesg, int timo)
705 {
706         globaldata_t gd = mycpu;
707         int error;
708
709         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
710         spin_unlock_wr_quick(gd, spin);
711         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
712         spin_lock_wr_quick(gd, spin);
713
714         return (error);
715 }
716
717 int
718 lksleep(void *ident, struct lock *lock, int flags,
719        const char *wmesg, int timo)
720 {
721         globaldata_t gd = mycpu;
722         int error;
723
724         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
725         lockmgr(lock, LK_RELEASE);
726         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
727         lockmgr(lock, LK_EXCLUSIVE);
728
729         return (error);
730 }
731
732 /*
733  * Interlocked mutex sleep.  An exclusively held mutex must be passed
734  * to mtxsleep().  The function will atomically release the mutex
735  * and tsleep on the ident, then reacquire the mutex and return.
736  */
737 int
738 mtxsleep(void *ident, struct mtx *mtx, int flags,
739          const char *wmesg, int timo)
740 {
741         globaldata_t gd = mycpu;
742         int error;
743
744         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
745         mtx_unlock(mtx);
746         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
747         mtx_lock_ex_quick(mtx, wmesg);
748
749         return (error);
750 }
751
752 /*
753  * Interlocked serializer sleep.  An exclusively held serializer must
754  * be passed to zsleep().  The function will atomically release
755  * the serializer and tsleep on the ident, then reacquire the serializer
756  * and return.
757  */
758 int
759 zsleep(void *ident, struct lwkt_serialize *slz, int flags,
760        const char *wmesg, int timo)
761 {
762         globaldata_t gd = mycpu;
763         int ret;
764
765         ASSERT_SERIALIZED(slz);
766
767         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
768         lwkt_serialize_exit(slz);
769         ret = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
770         lwkt_serialize_enter(slz);
771
772         return ret;
773 }
774
775 /*
776  * Directly block on the LWKT thread by descheduling it.  This
777  * is much faster then tsleep(), but the only legal way to wake
778  * us up is to directly schedule the thread.
779  *
780  * Setting TDF_SINTR will cause new signals to directly schedule us.
781  *
782  * This routine must be called while in a critical section.
783  */
784 int
785 lwkt_sleep(const char *wmesg, int flags)
786 {
787         thread_t td = curthread;
788         int sig;
789
790         if ((flags & PCATCH) == 0 || td->td_lwp == NULL) {
791                 td->td_flags |= TDF_BLOCKED;
792                 td->td_wmesg = wmesg;
793                 lwkt_deschedule_self(td);
794                 lwkt_switch();
795                 td->td_wmesg = NULL;
796                 td->td_flags &= ~TDF_BLOCKED;
797                 return(0);
798         }
799         if ((sig = CURSIG(td->td_lwp)) != 0) {
800                 if (SIGISMEMBER(td->td_proc->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
801                         return(EINTR);
802                 else
803                         return(ERESTART);
804                         
805         }
806         td->td_flags |= TDF_BLOCKED | TDF_SINTR;
807         td->td_wmesg = wmesg;
808         lwkt_deschedule_self(td);
809         lwkt_switch();
810         td->td_flags &= ~(TDF_BLOCKED | TDF_SINTR);
811         td->td_wmesg = NULL;
812         return(0);
813 }
814
815 /*
816  * Implement the timeout for tsleep.
817  *
818  * We set LWP_BREAKTSLEEP to indicate that an event has occured, but
819  * we only call setrunnable if the process is not stopped.
820  *
821  * This type of callout timeout is scheduled on the same cpu the process
822  * is sleeping on.  Also, at the moment, the MP lock is held.
823  */
824 static void
825 endtsleep(void *arg)
826 {
827         thread_t td = arg;
828         struct lwp *lp;
829
830         ASSERT_MP_LOCK_HELD(curthread);
831         crit_enter();
832
833         /*
834          * cpu interlock.  Thread flags are only manipulated on
835          * the cpu owning the thread.  proc flags are only manipulated
836          * by the older of the MP lock.  We have both.
837          */
838         if (td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED) {
839                 td->td_flags |= TDF_TIMEOUT;
840
841                 if ((lp = td->td_lwp) != NULL) {
842                         lp->lwp_flag |= LWP_BREAKTSLEEP;
843                         if (lp->lwp_proc->p_stat != SSTOP)
844                                 setrunnable(lp);
845                 } else {
846                         _tsleep_wakeup(td);
847                 }
848         }
849         crit_exit();
850 }
851
852 /*
853  * Make all processes sleeping on the specified identifier runnable.
854  * count may be zero or one only.
855  *
856  * The domain encodes the sleep/wakeup domain AND the first cpu to check
857  * (which is always the current cpu).  As we iterate across cpus
858  *
859  * This call may run without the MP lock held.  We can only manipulate thread
860  * state on the cpu owning the thread.  We CANNOT manipulate process state
861  * at all.
862  */
863 static void
864 _wakeup(void *ident, int domain)
865 {
866         struct tslpque *qp;
867         struct thread *td;
868         struct thread *ntd;
869         globaldata_t gd;
870 #ifdef SMP
871         cpumask_t mask;
872 #endif
873         int id;
874
875         crit_enter();
876         logtsleep2(wakeup_beg, ident);
877         gd = mycpu;
878         id = LOOKUP(ident);
879         qp = &gd->gd_tsleep_hash[id];
880 restart:
881         for (td = TAILQ_FIRST(qp); td != NULL; td = ntd) {
882                 ntd = TAILQ_NEXT(td, td_sleepq);
883                 if (td->td_wchan == ident && 
884                     td->td_wdomain == (domain & PDOMAIN_MASK)
885                 ) {
886                         KKASSERT(td->td_gd == gd);
887                         _tsleep_remove(td);
888                         if (td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED) {
889                                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
890                                 lwkt_schedule(td);
891                                 if (domain & PWAKEUP_ONE)
892                                         goto done;
893                         }
894                         goto restart;
895                 }
896         }
897
898 #ifdef SMP
899         /*
900          * We finished checking the current cpu but there still may be
901          * more work to do.  Either wakeup_one was requested and no matching
902          * thread was found, or a normal wakeup was requested and we have
903          * to continue checking cpus.
904          *
905          * It should be noted that this scheme is actually less expensive then
906          * the old scheme when waking up multiple threads, since we send 
907          * only one IPI message per target candidate which may then schedule
908          * multiple threads.  Before we could have wound up sending an IPI
909          * message for each thread on the target cpu (!= current cpu) that
910          * needed to be woken up.
911          *
912          * NOTE: Wakeups occuring on remote cpus are asynchronous.  This
913          * should be ok since we are passing idents in the IPI rather then
914          * thread pointers.
915          */
916         if ((domain & PWAKEUP_MYCPU) == 0 &&
917             (mask = slpque_cpumasks[id] & gd->gd_other_cpus) != 0) {
918                 lwkt_send_ipiq2_mask(mask, _wakeup, ident,
919                                      domain | PWAKEUP_MYCPU);
920         }
921 #endif
922 done:
923         logtsleep1(wakeup_end);
924         crit_exit();
925 }
926
927 /*
928  * Wakeup all threads tsleep()ing on the specified ident, on all cpus
929  */
930 void
931 wakeup(void *ident)
932 {
933     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid));
934 }
935
936 /*
937  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident, on any cpu.
938  */
939 void
940 wakeup_one(void *ident)
941 {
942     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
943     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
944 }
945
946 /*
947  * Wakeup threads tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
948  * only.
949  */
950 void
951 wakeup_mycpu(void *ident)
952 {
953     _wakeup(ident, PWAKEUP_MYCPU);
954 }
955
956 /*
957  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
958  * only.
959  */
960 void
961 wakeup_mycpu_one(void *ident)
962 {
963     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
964     _wakeup(ident, PWAKEUP_MYCPU|PWAKEUP_ONE);
965 }
966
967 /*
968  * Wakeup all thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
969  * only.
970  */
971 void
972 wakeup_oncpu(globaldata_t gd, void *ident)
973 {
974 #ifdef SMP
975     if (gd == mycpu) {
976         _wakeup(ident, PWAKEUP_MYCPU);
977     } else {
978         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, ident, PWAKEUP_MYCPU);
979     }
980 #else
981     _wakeup(ident, PWAKEUP_MYCPU);
982 #endif
983 }
984
985 /*
986  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
987  * only.
988  */
989 void
990 wakeup_oncpu_one(globaldata_t gd, void *ident)
991 {
992 #ifdef SMP
993     if (gd == mycpu) {
994         _wakeup(ident, PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
995     } else {
996         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, ident, PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
997     }
998 #else
999     _wakeup(ident, PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1000 #endif
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Wakeup all threads waiting on the specified ident that slept using
1005  * the specified domain, on all cpus.
1006  */
1007 void
1008 wakeup_domain(void *ident, int domain)
1009 {
1010     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid));
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Wakeup one thread waiting on the specified ident that slept using
1015  * the specified  domain, on any cpu.
1016  */
1017 void
1018 wakeup_domain_one(void *ident, int domain)
1019 {
1020     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1021     _wakeup(ident, PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
1022 }
1023
1024 /*
1025  * setrunnable()
1026  *
1027  * Make a process runnable.  The MP lock must be held on call.  This only
1028  * has an effect if we are in SSLEEP.  We only break out of the
1029  * tsleep if LWP_BREAKTSLEEP is set, otherwise we just fix-up the state.
1030  *
1031  * NOTE: With the MP lock held we can only safely manipulate the process
1032  * structure.  We cannot safely manipulate the thread structure.
1033  */
1034 void
1035 setrunnable(struct lwp *lp)
1036 {
1037         crit_enter();
1038         ASSERT_MP_LOCK_HELD(curthread);
1039         if (lp->lwp_stat == LSSTOP)
1040                 lp->lwp_stat = LSSLEEP;
1041         if (lp->lwp_stat == LSSLEEP && (lp->lwp_flag & LWP_BREAKTSLEEP))
1042                 _tsleep_wakeup(lp->lwp_thread);
1043         crit_exit();
1044 }
1045
1046 /*
1047  * The process is stopped due to some condition, usually because p_stat is
1048  * set to SSTOP, but also possibly due to being traced.  
1049  *
1050  * NOTE!  If the caller sets SSTOP, the caller must also clear P_WAITED
1051  * because the parent may check the child's status before the child actually
1052  * gets to this routine.
1053  *
1054  * This routine is called with the current lwp only, typically just
1055  * before returning to userland.
1056  *
1057  * Setting LWP_BREAKTSLEEP before entering the tsleep will cause a passive
1058  * SIGCONT to break out of the tsleep.
1059  */
1060 void
1061 tstop(void)
1062 {
1063         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
1064         struct proc *p = lp->lwp_proc;
1065
1066         crit_enter();
1067         /*
1068          * If LWP_WSTOP is set, we were sleeping
1069          * while our process was stopped.  At this point
1070          * we were already counted as stopped.
1071          */
1072         if ((lp->lwp_flag & LWP_WSTOP) == 0) {
1073                 /*
1074                  * If we're the last thread to stop, signal
1075                  * our parent.
1076                  */
1077                 p->p_nstopped++;
1078                 lp->lwp_flag |= LWP_WSTOP;
1079                 wakeup(&p->p_nstopped);
1080                 if (p->p_nstopped == p->p_nthreads) {
1081                         p->p_flag &= ~P_WAITED;
1082                         wakeup(p->p_pptr);
1083                         if ((p->p_pptr->p_sigacts->ps_flag & PS_NOCLDSTOP) == 0)
1084                                 ksignal(p->p_pptr, SIGCHLD);
1085                 }
1086         }
1087         while (p->p_stat == SSTOP) {
1088                 lp->lwp_flag |= LWP_BREAKTSLEEP;
1089                 lp->lwp_stat = LSSTOP;
1090                 tsleep(p, 0, "stop", 0);
1091         }
1092         p->p_nstopped--;
1093         lp->lwp_flag &= ~LWP_WSTOP;
1094         crit_exit();
1095 }
1096
1097 /*
1098  * Yield / synchronous reschedule.  This is a bit tricky because the trap
1099  * code might have set a lazy release on the switch function.   Setting
1100  * P_PASSIVE_ACQ will ensure that the lazy release executes when we call
1101  * switch, and that we are given a greater chance of affinity with our
1102  * current cpu.
1103  *
1104  * We call lwkt_setpri_self() to rotate our thread to the end of the lwkt
1105  * run queue.  lwkt_switch() will also execute any assigned passive release
1106  * (which usually calls release_curproc()), allowing a same/higher priority
1107  * process to be designated as the current process.  
1108  *
1109  * While it is possible for a lower priority process to be designated,
1110  * it's call to lwkt_maybe_switch() in acquire_curproc() will likely
1111  * round-robin back to us and we will be able to re-acquire the current
1112  * process designation.
1113  *
1114  * MPSAFE
1115  */
1116 void
1117 uio_yield(void)
1118 {
1119         struct thread *td = curthread;
1120         struct proc *p = td->td_proc;
1121
1122         lwkt_setpri_self(td->td_pri & TDPRI_MASK);
1123         if (p) {
1124                 p->p_flag |= P_PASSIVE_ACQ;
1125                 lwkt_switch();
1126                 p->p_flag &= ~P_PASSIVE_ACQ;
1127         } else {
1128                 lwkt_switch();
1129         }
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Compute a tenex style load average of a quantity on
1134  * 1, 5 and 15 minute intervals.
1135  */
1136 static int loadav_count_runnable(struct lwp *p, void *data);
1137
1138 static void
1139 loadav(void *arg)
1140 {
1141         struct loadavg *avg;
1142         int i, nrun;
1143
1144         nrun = 0;
1145         alllwp_scan(loadav_count_runnable, &nrun);
1146         avg = &averunnable;
1147         for (i = 0; i < 3; i++) {
1148                 avg->ldavg[i] = (cexp[i] * avg->ldavg[i] +
1149                     nrun * FSCALE * (FSCALE - cexp[i])) >> FSHIFT;
1150         }
1151
1152         /*
1153          * Schedule the next update to occur after 5 seconds, but add a
1154          * random variation to avoid synchronisation with processes that
1155          * run at regular intervals.
1156          */
1157         callout_reset(&loadav_callout, hz * 4 + (int)(krandom() % (hz * 2 + 1)),
1158                       loadav, NULL);
1159 }
1160
1161 static int
1162 loadav_count_runnable(struct lwp *lp, void *data)
1163 {
1164         int *nrunp = data;
1165         thread_t td;
1166
1167         switch (lp->lwp_stat) {
1168         case LSRUN:
1169                 if ((td = lp->lwp_thread) == NULL)
1170                         break;
1171                 if (td->td_flags & TDF_BLOCKED)
1172                         break;
1173                 ++*nrunp;
1174                 break;
1175         default:
1176                 break;
1177         }
1178         return(0);
1179 }
1180
1181 /* ARGSUSED */
1182 static void
1183 sched_setup(void *dummy)
1184 {
1185         callout_init(&loadav_callout);
1186         callout_init(&schedcpu_callout);
1187
1188         /* Kick off timeout driven events by calling first time. */
1189         schedcpu(NULL);
1190         loadav(NULL);
1191 }
1192