Add the preadv() and pwritev() systems and regenerate.
[dragonfly.git] / sys / kern / lwkt_thread.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003,2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3  * 
4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
6  * 
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *    the documentation and/or other materials provided with the
16  *    distribution.
17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *    from this software without specific, prior written permission.
20  * 
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  * 
34  * $DragonFly: src/sys/kern/lwkt_thread.c,v 1.92 2006/03/01 00:17:55 dillon Exp $
35  */
36
37 /*
38  * Each cpu in a system has its own self-contained light weight kernel
39  * thread scheduler, which means that generally speaking we only need
40  * to use a critical section to avoid problems.  Foreign thread 
41  * scheduling is queued via (async) IPIs.
42  */
43
44 #ifdef _KERNEL
45
46 #include <sys/param.h>
47 #include <sys/systm.h>
48 #include <sys/kernel.h>
49 #include <sys/proc.h>
50 #include <sys/rtprio.h>
51 #include <sys/queue.h>
52 #include <sys/thread2.h>
53 #include <sys/sysctl.h>
54 #include <sys/kthread.h>
55 #include <machine/cpu.h>
56 #include <sys/lock.h>
57 #include <sys/caps.h>
58
59 #include <vm/vm.h>
60 #include <vm/vm_param.h>
61 #include <vm/vm_kern.h>
62 #include <vm/vm_object.h>
63 #include <vm/vm_page.h>
64 #include <vm/vm_map.h>
65 #include <vm/vm_pager.h>
66 #include <vm/vm_extern.h>
67 #include <vm/vm_zone.h>
68
69 #include <machine/stdarg.h>
70 #include <machine/ipl.h>
71 #include <machine/smp.h>
72
73 #else
74
75 #include <sys/stdint.h>
76 #include <libcaps/thread.h>
77 #include <sys/thread.h>
78 #include <sys/msgport.h>
79 #include <sys/errno.h>
80 #include <libcaps/globaldata.h>
81 #include <machine/cpufunc.h>
82 #include <sys/thread2.h>
83 #include <sys/msgport2.h>
84 #include <stdio.h>
85 #include <stdlib.h>
86 #include <string.h>
87 #include <machine/lock.h>
88 #include <machine/atomic.h>
89 #include <machine/cpu.h>
90
91 #endif
92
93 static int untimely_switch = 0;
94 #ifdef  INVARIANTS
95 static int panic_on_cscount = 0;
96 #endif
97 static __int64_t switch_count = 0;
98 static __int64_t preempt_hit = 0;
99 static __int64_t preempt_miss = 0;
100 static __int64_t preempt_weird = 0;
101 static __int64_t token_contention_count = 0;
102 static __int64_t mplock_contention_count = 0;
103
104 #ifdef _KERNEL
105
106 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, untimely_switch, CTLFLAG_RW, &untimely_switch, 0, "");
107 #ifdef  INVARIANTS
108 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_on_cscount, CTLFLAG_RW, &panic_on_cscount, 0, "");
109 #endif
110 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, switch_count, CTLFLAG_RW, &switch_count, 0, "");
111 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_hit, CTLFLAG_RW, &preempt_hit, 0, "");
112 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_miss, CTLFLAG_RW, &preempt_miss, 0, "");
113 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_weird, CTLFLAG_RW, &preempt_weird, 0, "");
114 #ifdef  INVARIANTS
115 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, token_contention_count, CTLFLAG_RW,
116         &token_contention_count, 0, "spinning due to token contention");
117 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, mplock_contention_count, CTLFLAG_RW,
118         &mplock_contention_count, 0, "spinning due to MPLOCK contention");
119 #endif
120 #endif
121
122 /*
123  * These helper procedures handle the runq, they can only be called from
124  * within a critical section.
125  *
126  * WARNING!  Prior to SMP being brought up it is possible to enqueue and
127  * dequeue threads belonging to other cpus, so be sure to use td->td_gd
128  * instead of 'mycpu' when referencing the globaldata structure.   Once
129  * SMP live enqueuing and dequeueing only occurs on the current cpu.
130  */
131 static __inline
132 void
133 _lwkt_dequeue(thread_t td)
134 {
135     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
136         int nq = td->td_pri & TDPRI_MASK;
137         struct globaldata *gd = td->td_gd;
138
139         td->td_flags &= ~TDF_RUNQ;
140         TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], td, td_threadq);
141         /* runqmask is passively cleaned up by the switcher */
142     }
143 }
144
145 static __inline
146 void
147 _lwkt_enqueue(thread_t td)
148 {
149     if ((td->td_flags & (TDF_RUNQ|TDF_MIGRATING|TDF_TSLEEPQ|TDF_BLOCKQ)) == 0) {
150         int nq = td->td_pri & TDPRI_MASK;
151         struct globaldata *gd = td->td_gd;
152
153         td->td_flags |= TDF_RUNQ;
154         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], td, td_threadq);
155         gd->gd_runqmask |= 1 << nq;
156     }
157 }
158
159 /*
160  * Schedule a thread to run.  As the current thread we can always safely
161  * schedule ourselves, and a shortcut procedure is provided for that
162  * function.
163  *
164  * (non-blocking, self contained on a per cpu basis)
165  */
166 void
167 lwkt_schedule_self(thread_t td)
168 {
169     crit_enter_quick(td);
170     KASSERT(td->td_wait == NULL, ("lwkt_schedule_self(): td_wait not NULL!"));
171     KASSERT(td != &td->td_gd->gd_idlethread, ("lwkt_schedule_self(): scheduling gd_idlethread is illegal!"));
172     KKASSERT(td->td_proc == NULL || (td->td_proc->p_flag & P_ONRUNQ) == 0);
173     _lwkt_enqueue(td);
174     crit_exit_quick(td);
175 }
176
177 /*
178  * Deschedule a thread.
179  *
180  * (non-blocking, self contained on a per cpu basis)
181  */
182 void
183 lwkt_deschedule_self(thread_t td)
184 {
185     crit_enter_quick(td);
186     KASSERT(td->td_wait == NULL, ("lwkt_schedule_self(): td_wait not NULL!"));
187     _lwkt_dequeue(td);
188     crit_exit_quick(td);
189 }
190
191 #ifdef _KERNEL
192
193 /*
194  * LWKTs operate on a per-cpu basis
195  *
196  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
197  */
198 void
199 lwkt_gdinit(struct globaldata *gd)
200 {
201     int i;
202
203     for (i = 0; i < sizeof(gd->gd_tdrunq)/sizeof(gd->gd_tdrunq[0]); ++i)
204         TAILQ_INIT(&gd->gd_tdrunq[i]);
205     gd->gd_runqmask = 0;
206     TAILQ_INIT(&gd->gd_tdallq);
207 }
208
209 #endif /* _KERNEL */
210
211 /*
212  * Initialize a thread wait structure prior to first use.
213  *
214  * NOTE!  called from low level boot code, we cannot do anything fancy!
215  */
216 void
217 lwkt_wait_init(lwkt_wait_t w)
218 {
219     lwkt_token_init(&w->wa_token);
220     TAILQ_INIT(&w->wa_waitq);
221     w->wa_gen = 0;
222     w->wa_count = 0;
223 }
224
225 /*
226  * Create a new thread.  The thread must be associated with a process context
227  * or LWKT start address before it can be scheduled.  If the target cpu is
228  * -1 the thread will be created on the current cpu.
229  *
230  * If you intend to create a thread without a process context this function
231  * does everything except load the startup and switcher function.
232  */
233 thread_t
234 lwkt_alloc_thread(struct thread *td, int stksize, int cpu, int flags)
235 {
236     void *stack;
237     globaldata_t gd = mycpu;
238
239     if (td == NULL) {
240         crit_enter_gd(gd);
241         if (gd->gd_tdfreecount > 0) {
242             --gd->gd_tdfreecount;
243             td = TAILQ_FIRST(&gd->gd_tdfreeq);
244             KASSERT(td != NULL && (td->td_flags & TDF_RUNNING) == 0,
245                 ("lwkt_alloc_thread: unexpected NULL or corrupted td"));
246             TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdfreeq, td, td_threadq);
247             crit_exit_gd(gd);
248             flags |= td->td_flags & (TDF_ALLOCATED_STACK|TDF_ALLOCATED_THREAD);
249         } else {
250             crit_exit_gd(gd);
251 #ifdef _KERNEL
252             td = zalloc(thread_zone);
253 #else
254             td = malloc(sizeof(struct thread));
255 #endif
256             td->td_kstack = NULL;
257             td->td_kstack_size = 0;
258             flags |= TDF_ALLOCATED_THREAD;
259         }
260     }
261     if ((stack = td->td_kstack) != NULL && td->td_kstack_size != stksize) {
262         if (flags & TDF_ALLOCATED_STACK) {
263 #ifdef _KERNEL
264             kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)stack, td->td_kstack_size);
265 #else
266             libcaps_free_stack(stack, td->td_kstack_size);
267 #endif
268             stack = NULL;
269         }
270     }
271     if (stack == NULL) {
272 #ifdef _KERNEL
273         stack = (void *)kmem_alloc(kernel_map, stksize);
274 #else
275         stack = libcaps_alloc_stack(stksize);
276 #endif
277         flags |= TDF_ALLOCATED_STACK;
278     }
279     if (cpu < 0)
280         lwkt_init_thread(td, stack, stksize, flags, mycpu);
281     else
282         lwkt_init_thread(td, stack, stksize, flags, globaldata_find(cpu));
283     return(td);
284 }
285
286 #ifdef _KERNEL
287
288 /*
289  * Initialize a preexisting thread structure.  This function is used by
290  * lwkt_alloc_thread() and also used to initialize the per-cpu idlethread.
291  *
292  * All threads start out in a critical section at a priority of
293  * TDPRI_KERN_DAEMON.  Higher level code will modify the priority as
294  * appropriate.  This function may send an IPI message when the 
295  * requested cpu is not the current cpu and consequently gd_tdallq may
296  * not be initialized synchronously from the point of view of the originating
297  * cpu.
298  *
299  * NOTE! we have to be careful in regards to creating threads for other cpus
300  * if SMP has not yet been activated.
301  */
302 #ifdef SMP
303
304 static void
305 lwkt_init_thread_remote(void *arg)
306 {
307     thread_t td = arg;
308
309     TAILQ_INSERT_TAIL(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq);
310 }
311
312 #endif
313
314 void
315 lwkt_init_thread(thread_t td, void *stack, int stksize, int flags,
316                 struct globaldata *gd)
317 {
318     globaldata_t mygd = mycpu;
319
320     bzero(td, sizeof(struct thread));
321     td->td_kstack = stack;
322     td->td_kstack_size = stksize;
323     td->td_flags = flags;
324     td->td_gd = gd;
325     td->td_pri = TDPRI_KERN_DAEMON + TDPRI_CRIT;
326 #ifdef SMP
327     if ((flags & TDF_MPSAFE) == 0)
328         td->td_mpcount = 1;
329 #endif
330     lwkt_initport(&td->td_msgport, td);
331     pmap_init_thread(td);
332 #ifdef SMP
333     /*
334      * Normally initializing a thread for a remote cpu requires sending an
335      * IPI.  However, the idlethread is setup before the other cpus are
336      * activated so we have to treat it as a special case.  XXX manipulation
337      * of gd_tdallq requires the BGL.
338      */
339     if (gd == mygd || td == &gd->gd_idlethread) {
340         crit_enter_gd(mygd);
341         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
342         crit_exit_gd(mygd);
343     } else {
344         lwkt_send_ipiq(gd, lwkt_init_thread_remote, td);
345     }
346 #else
347     crit_enter_gd(mygd);
348     TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
349     crit_exit_gd(mygd);
350 #endif
351 }
352
353 #endif /* _KERNEL */
354
355 void
356 lwkt_set_comm(thread_t td, const char *ctl, ...)
357 {
358     __va_list va;
359
360     __va_start(va, ctl);
361     vsnprintf(td->td_comm, sizeof(td->td_comm), ctl, va);
362     __va_end(va);
363 }
364
365 void
366 lwkt_hold(thread_t td)
367 {
368     ++td->td_refs;
369 }
370
371 void
372 lwkt_rele(thread_t td)
373 {
374     KKASSERT(td->td_refs > 0);
375     --td->td_refs;
376 }
377
378 #ifdef _KERNEL
379
380 void
381 lwkt_wait_free(thread_t td)
382 {
383     while (td->td_refs)
384         tsleep(td, 0, "tdreap", hz);
385 }
386
387 #endif
388
389 void
390 lwkt_free_thread(thread_t td)
391 {
392     struct globaldata *gd = mycpu;
393
394     KASSERT((td->td_flags & TDF_RUNNING) == 0,
395         ("lwkt_free_thread: did not exit! %p", td));
396
397     crit_enter_gd(gd);
398     TAILQ_REMOVE(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq); /* Protected by BGL */
399     if (gd->gd_tdfreecount < CACHE_NTHREADS &&
400         (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD)
401     ) {
402         ++gd->gd_tdfreecount;
403         TAILQ_INSERT_HEAD(&gd->gd_tdfreeq, td, td_threadq);
404         crit_exit_gd(gd);
405     } else {
406         crit_exit_gd(gd);
407         if (td->td_kstack && (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_STACK)) {
408 #ifdef _KERNEL
409             kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)td->td_kstack, td->td_kstack_size);
410 #else
411             libcaps_free_stack(td->td_kstack, td->td_kstack_size);
412 #endif
413             /* gd invalid */
414             td->td_kstack = NULL;
415             td->td_kstack_size = 0;
416         }
417         if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD) {
418 #ifdef _KERNEL
419             zfree(thread_zone, td);
420 #else
421             free(td);
422 #endif
423         }
424     }
425 }
426
427
428 /*
429  * Switch to the next runnable lwkt.  If no LWKTs are runnable then 
430  * switch to the idlethread.  Switching must occur within a critical
431  * section to avoid races with the scheduling queue.
432  *
433  * We always have full control over our cpu's run queue.  Other cpus
434  * that wish to manipulate our queue must use the cpu_*msg() calls to
435  * talk to our cpu, so a critical section is all that is needed and
436  * the result is very, very fast thread switching.
437  *
438  * The LWKT scheduler uses a fixed priority model and round-robins at
439  * each priority level.  User process scheduling is a totally
440  * different beast and LWKT priorities should not be confused with
441  * user process priorities.
442  *
443  * The MP lock may be out of sync with the thread's td_mpcount.  lwkt_switch()
444  * cleans it up.  Note that the td_switch() function cannot do anything that
445  * requires the MP lock since the MP lock will have already been setup for
446  * the target thread (not the current thread).  It's nice to have a scheduler
447  * that does not need the MP lock to work because it allows us to do some
448  * really cool high-performance MP lock optimizations.
449  *
450  * PREEMPTION NOTE: Preemption occurs via lwkt_preempt().  lwkt_switch()
451  * is not called by the current thread in the preemption case, only when
452  * the preempting thread blocks (in order to return to the original thread).
453  */
454 void
455 lwkt_switch(void)
456 {
457     globaldata_t gd = mycpu;
458     thread_t td = gd->gd_curthread;
459     thread_t ntd;
460 #ifdef SMP
461     int mpheld;
462 #endif
463
464     /*
465      * We had better not be holding any spin locks.
466      */
467     KKASSERT(td->td_spinlocks == 0);
468
469     /*
470      * Switching from within a 'fast' (non thread switched) interrupt or IPI
471      * is illegal.  However, we may have to do it anyway if we hit a fatal
472      * kernel trap or we have paniced.
473      *
474      * If this case occurs save and restore the interrupt nesting level.
475      */
476     if (gd->gd_intr_nesting_level) {
477         int savegdnest;
478         int savegdtrap;
479
480         if (gd->gd_trap_nesting_level == 0 && panicstr == NULL) {
481             panic("lwkt_switch: cannot switch from within "
482                   "a fast interrupt, yet, td %p\n", td);
483         } else {
484             savegdnest = gd->gd_intr_nesting_level;
485             savegdtrap = gd->gd_trap_nesting_level;
486             gd->gd_intr_nesting_level = 0;
487             gd->gd_trap_nesting_level = 0;
488             if ((td->td_flags & TDF_PANICWARN) == 0) {
489                 td->td_flags |= TDF_PANICWARN;
490                 printf("Warning: thread switch from interrupt or IPI, "
491                         "thread %p (%s)\n", td, td->td_comm);
492 #ifdef DDB
493                 db_print_backtrace();
494 #endif
495             }
496             lwkt_switch();
497             gd->gd_intr_nesting_level = savegdnest;
498             gd->gd_trap_nesting_level = savegdtrap;
499             return;
500         }
501     }
502
503     /*
504      * Passive release (used to transition from user to kernel mode
505      * when we block or switch rather then when we enter the kernel).
506      * This function is NOT called if we are switching into a preemption
507      * or returning from a preemption.  Typically this causes us to lose
508      * our current process designation (if we have one) and become a true
509      * LWKT thread, and may also hand the current process designation to
510      * another process and schedule thread.
511      */
512     if (td->td_release)
513             td->td_release(td);
514
515     crit_enter_gd(gd);
516
517 #ifdef SMP
518     /*
519      * td_mpcount cannot be used to determine if we currently hold the
520      * MP lock because get_mplock() will increment it prior to attempting
521      * to get the lock, and switch out if it can't.  Our ownership of 
522      * the actual lock will remain stable while we are in a critical section
523      * (but, of course, another cpu may own or release the lock so the
524      * actual value of mp_lock is not stable).
525      */
526     mpheld = MP_LOCK_HELD();
527 #ifdef  INVARIANTS
528     if (td->td_cscount) {
529         printf("Diagnostic: attempt to switch while mastering cpusync: %p\n",
530                 td);
531         if (panic_on_cscount)
532             panic("switching while mastering cpusync");
533     }
534 #endif
535 #endif
536     if ((ntd = td->td_preempted) != NULL) {
537         /*
538          * We had preempted another thread on this cpu, resume the preempted
539          * thread.  This occurs transparently, whether the preempted thread
540          * was scheduled or not (it may have been preempted after descheduling
541          * itself). 
542          *
543          * We have to setup the MP lock for the original thread after backing
544          * out the adjustment that was made to curthread when the original
545          * was preempted.
546          */
547         KKASSERT(ntd->td_flags & TDF_PREEMPT_LOCK);
548 #ifdef SMP
549         if (ntd->td_mpcount && mpheld == 0) {
550             panic("MPLOCK NOT HELD ON RETURN: %p %p %d %d",
551                td, ntd, td->td_mpcount, ntd->td_mpcount);
552         }
553         if (ntd->td_mpcount) {
554             td->td_mpcount -= ntd->td_mpcount;
555             KKASSERT(td->td_mpcount >= 0);
556         }
557 #endif
558         ntd->td_flags |= TDF_PREEMPT_DONE;
559
560         /*
561          * XXX.  The interrupt may have woken a thread up, we need to properly
562          * set the reschedule flag if the originally interrupted thread is at
563          * a lower priority.
564          */
565         if (gd->gd_runqmask > (2 << (ntd->td_pri & TDPRI_MASK)) - 1)
566             need_lwkt_resched();
567         /* YYY release mp lock on switchback if original doesn't need it */
568     } else {
569         /*
570          * Priority queue / round-robin at each priority.  Note that user
571          * processes run at a fixed, low priority and the user process
572          * scheduler deals with interactions between user processes
573          * by scheduling and descheduling them from the LWKT queue as
574          * necessary.
575          *
576          * We have to adjust the MP lock for the target thread.  If we 
577          * need the MP lock and cannot obtain it we try to locate a
578          * thread that does not need the MP lock.  If we cannot, we spin
579          * instead of HLT.
580          *
581          * A similar issue exists for the tokens held by the target thread.
582          * If we cannot obtain ownership of the tokens we cannot immediately
583          * schedule the thread.
584          */
585
586         /*
587          * We are switching threads.  If there are any pending requests for
588          * tokens we can satisfy all of them here.
589          */
590 #ifdef SMP
591         if (gd->gd_tokreqbase)
592                 lwkt_drain_token_requests();
593 #endif
594
595         /*
596          * If an LWKT reschedule was requested, well that is what we are
597          * doing now so clear it.
598          */
599         clear_lwkt_resched();
600 again:
601         if (gd->gd_runqmask) {
602             int nq = bsrl(gd->gd_runqmask);
603             if ((ntd = TAILQ_FIRST(&gd->gd_tdrunq[nq])) == NULL) {
604                 gd->gd_runqmask &= ~(1 << nq);
605                 goto again;
606             }
607 #ifdef SMP
608             /*
609              * THREAD SELECTION FOR AN SMP MACHINE BUILD
610              *
611              * If the target needs the MP lock and we couldn't get it,
612              * or if the target is holding tokens and we could not 
613              * gain ownership of the tokens, continue looking for a
614              * thread to schedule and spin instead of HLT if we can't.
615              *
616              * NOTE: the mpheld variable invalid after this conditional, it
617              * can change due to both cpu_try_mplock() returning success
618              * AND interactions in lwkt_chktokens() due to the fact that
619              * we are trying to check the mpcount of a thread other then
620              * the current thread.  Because of this, if the current thread
621              * is not holding td_mpcount, an IPI indirectly run via
622              * lwkt_chktokens() can obtain and release the MP lock and
623              * cause the core MP lock to be released. 
624              */
625             if ((ntd->td_mpcount && mpheld == 0 && !cpu_try_mplock()) ||
626                 (ntd->td_toks && lwkt_chktokens(ntd) == 0)
627             ) {
628                 u_int32_t rqmask = gd->gd_runqmask;
629
630                 mpheld = MP_LOCK_HELD();
631                 ntd = NULL;
632                 while (rqmask) {
633                     TAILQ_FOREACH(ntd, &gd->gd_tdrunq[nq], td_threadq) {
634                         if (ntd->td_mpcount && !mpheld && !cpu_try_mplock()) {
635                             /* spinning due to MP lock being held */
636 #ifdef  INVARIANTS
637                             ++mplock_contention_count;
638 #endif
639                             /* mplock still not held, 'mpheld' still valid */
640                             continue;
641                         }
642
643                         /*
644                          * mpheld state invalid after chktokens call returns
645                          * failure, but the variable is only needed for
646                          * the loop.
647                          */
648                         if (ntd->td_toks && !lwkt_chktokens(ntd)) {
649                             /* spinning due to token contention */
650 #ifdef  INVARIANTS
651                             ++token_contention_count;
652 #endif
653                             mpheld = MP_LOCK_HELD();
654                             continue;
655                         }
656                         break;
657                     }
658                     if (ntd)
659                         break;
660                     rqmask &= ~(1 << nq);
661                     nq = bsrl(rqmask);
662                 }
663                 if (ntd == NULL) {
664                     ntd = &gd->gd_idlethread;
665                     ntd->td_flags |= TDF_IDLE_NOHLT;
666                     goto using_idle_thread;
667                 } else {
668                     ++gd->gd_cnt.v_swtch;
669                     TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
670                     TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
671                 }
672             } else {
673                 ++gd->gd_cnt.v_swtch;
674                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
675                 TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
676             }
677 #else
678             /*
679              * THREAD SELECTION FOR A UP MACHINE BUILD.  We don't have to
680              * worry about tokens or the BGL.
681              */
682             ++gd->gd_cnt.v_swtch;
683             TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
684             TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
685 #endif
686         } else {
687             /*
688              * We have nothing to run but only let the idle loop halt
689              * the cpu if there are no pending interrupts.
690              */
691             ntd = &gd->gd_idlethread;
692             if (gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_MASK)
693                 ntd->td_flags |= TDF_IDLE_NOHLT;
694 #ifdef SMP
695 using_idle_thread:
696             /*
697              * The idle thread should not be holding the MP lock unless we
698              * are trapping in the kernel or in a panic.  Since we select the
699              * idle thread unconditionally when no other thread is available,
700              * if the MP lock is desired during a panic or kernel trap, we
701              * have to loop in the scheduler until we get it.
702              */
703             if (ntd->td_mpcount) {
704                 mpheld = MP_LOCK_HELD();
705                 if (gd->gd_trap_nesting_level == 0 && panicstr == NULL)
706                     panic("Idle thread %p was holding the BGL!", ntd);
707                 else if (mpheld == 0)
708                     goto again;
709             }
710 #endif
711         }
712     }
713     KASSERT(ntd->td_pri >= TDPRI_CRIT,
714         ("priority problem in lwkt_switch %d %d", td->td_pri, ntd->td_pri));
715
716     /*
717      * Do the actual switch.  If the new target does not need the MP lock
718      * and we are holding it, release the MP lock.  If the new target requires
719      * the MP lock we have already acquired it for the target.
720      */
721 #ifdef SMP
722     if (ntd->td_mpcount == 0 ) {
723         if (MP_LOCK_HELD())
724             cpu_rel_mplock();
725     } else {
726         ASSERT_MP_LOCK_HELD(ntd);
727     }
728 #endif
729     if (td != ntd) {
730         ++switch_count;
731         td->td_switch(ntd);
732     }
733     /* NOTE: current cpu may have changed after switch */
734     crit_exit_quick(td);
735 }
736
737 /*
738  * Request that the target thread preempt the current thread.  Preemption
739  * only works under a specific set of conditions:
740  *
741  *      - We are not preempting ourselves
742  *      - The target thread is owned by the current cpu
743  *      - We are not currently being preempted
744  *      - The target is not currently being preempted
745  *      - We are able to satisfy the target's MP lock requirements (if any).
746  *
747  * THE CALLER OF LWKT_PREEMPT() MUST BE IN A CRITICAL SECTION.  Typically
748  * this is called via lwkt_schedule() through the td_preemptable callback.
749  * critpri is the managed critical priority that we should ignore in order
750  * to determine whether preemption is possible (aka usually just the crit
751  * priority of lwkt_schedule() itself).
752  *
753  * XXX at the moment we run the target thread in a critical section during
754  * the preemption in order to prevent the target from taking interrupts
755  * that *WE* can't.  Preemption is strictly limited to interrupt threads
756  * and interrupt-like threads, outside of a critical section, and the
757  * preempted source thread will be resumed the instant the target blocks
758  * whether or not the source is scheduled (i.e. preemption is supposed to
759  * be as transparent as possible).
760  *
761  * The target thread inherits our MP count (added to its own) for the
762  * duration of the preemption in order to preserve the atomicy of the
763  * MP lock during the preemption.  Therefore, any preempting targets must be
764  * careful in regards to MP assertions.  Note that the MP count may be
765  * out of sync with the physical mp_lock, but we do not have to preserve
766  * the original ownership of the lock if it was out of synch (that is, we
767  * can leave it synchronized on return).
768  */
769 void
770 lwkt_preempt(thread_t ntd, int critpri)
771 {
772     struct globaldata *gd = mycpu;
773     thread_t td;
774 #ifdef SMP
775     int mpheld;
776     int savecnt;
777 #endif
778
779     /*
780      * The caller has put us in a critical section.  We can only preempt
781      * if the caller of the caller was not in a critical section (basically
782      * a local interrupt), as determined by the 'critpri' parameter. 
783      *
784      * YYY The target thread must be in a critical section (else it must
785      * inherit our critical section?  I dunno yet).
786      *
787      * Any tokens held by the target may not be held by thread(s) being
788      * preempted.  We take the easy way out and do not preempt if
789      * the target is holding tokens.
790      *
791      * Set need_lwkt_resched() unconditionally for now YYY.
792      */
793     KASSERT(ntd->td_pri >= TDPRI_CRIT, ("BADCRIT0 %d", ntd->td_pri));
794
795     td = gd->gd_curthread;
796     if ((ntd->td_pri & TDPRI_MASK) <= (td->td_pri & TDPRI_MASK)) {
797         ++preempt_miss;
798         return;
799     }
800     if ((td->td_pri & ~TDPRI_MASK) > critpri) {
801         ++preempt_miss;
802         need_lwkt_resched();
803         return;
804     }
805 #ifdef SMP
806     if (ntd->td_gd != gd) {
807         ++preempt_miss;
808         need_lwkt_resched();
809         return;
810     }
811 #endif
812     /*
813      * Take the easy way out and do not preempt if the target is holding
814      * one or more tokens.  We could test whether the thread(s) being
815      * preempted interlock against the target thread's tokens and whether
816      * we can get all the target thread's tokens, but this situation 
817      * should not occur very often so its easier to simply not preempt.
818      */
819     if (ntd->td_toks != NULL) {
820         ++preempt_miss;
821         need_lwkt_resched();
822         return;
823     }
824     if (td == ntd || ((td->td_flags | ntd->td_flags) & TDF_PREEMPT_LOCK)) {
825         ++preempt_weird;
826         need_lwkt_resched();
827         return;
828     }
829     if (ntd->td_preempted) {
830         ++preempt_hit;
831         need_lwkt_resched();
832         return;
833     }
834 #ifdef SMP
835     /*
836      * note: an interrupt might have occured just as we were transitioning
837      * to or from the MP lock.  In this case td_mpcount will be pre-disposed
838      * (non-zero) but not actually synchronized with the actual state of the
839      * lock.  We can use it to imply an MP lock requirement for the
840      * preemption but we cannot use it to test whether we hold the MP lock
841      * or not.
842      */
843     savecnt = td->td_mpcount;
844     mpheld = MP_LOCK_HELD();
845     ntd->td_mpcount += td->td_mpcount;
846     if (mpheld == 0 && ntd->td_mpcount && !cpu_try_mplock()) {
847         ntd->td_mpcount -= td->td_mpcount;
848         ++preempt_miss;
849         need_lwkt_resched();
850         return;
851     }
852 #endif
853
854     /*
855      * Since we are able to preempt the current thread, there is no need to
856      * call need_lwkt_resched().
857      */
858     ++preempt_hit;
859     ntd->td_preempted = td;
860     td->td_flags |= TDF_PREEMPT_LOCK;
861     td->td_switch(ntd);
862     KKASSERT(ntd->td_preempted && (td->td_flags & TDF_PREEMPT_DONE));
863 #ifdef SMP
864     KKASSERT(savecnt == td->td_mpcount);
865     mpheld = MP_LOCK_HELD();
866     if (mpheld && td->td_mpcount == 0)
867         cpu_rel_mplock();
868     else if (mpheld == 0 && td->td_mpcount)
869         panic("lwkt_preempt(): MP lock was not held through");
870 #endif
871     ntd->td_preempted = NULL;
872     td->td_flags &= ~(TDF_PREEMPT_LOCK|TDF_PREEMPT_DONE);
873 }
874
875 /*
876  * Yield our thread while higher priority threads are pending.  This is
877  * typically called when we leave a critical section but it can be safely
878  * called while we are in a critical section.
879  *
880  * This function will not generally yield to equal priority threads but it
881  * can occur as a side effect.  Note that lwkt_switch() is called from
882  * inside the critical section to prevent its own crit_exit() from reentering
883  * lwkt_yield_quick().
884  *
885  * gd_reqflags indicates that *something* changed, e.g. an interrupt or softint
886  * came along but was blocked and made pending.
887  *
888  * (self contained on a per cpu basis)
889  */
890 void
891 lwkt_yield_quick(void)
892 {
893     globaldata_t gd = mycpu;
894     thread_t td = gd->gd_curthread;
895
896     /*
897      * gd_reqflags is cleared in splz if the cpl is 0.  If we were to clear
898      * it with a non-zero cpl then we might not wind up calling splz after
899      * a task switch when the critical section is exited even though the
900      * new task could accept the interrupt.
901      *
902      * XXX from crit_exit() only called after last crit section is released.
903      * If called directly will run splz() even if in a critical section.
904      *
905      * td_nest_count prevent deep nesting via splz() or doreti().  Note that
906      * except for this special case, we MUST call splz() here to handle any
907      * pending ints, particularly after we switch, or we might accidently
908      * halt the cpu with interrupts pending.
909      */
910     if (gd->gd_reqflags && td->td_nest_count < 2)
911         splz();
912
913     /*
914      * YYY enabling will cause wakeup() to task-switch, which really
915      * confused the old 4.x code.  This is a good way to simulate
916      * preemption and MP without actually doing preemption or MP, because a
917      * lot of code assumes that wakeup() does not block.
918      */
919     if (untimely_switch && td->td_nest_count == 0 &&
920         gd->gd_intr_nesting_level == 0
921     ) {
922         crit_enter_quick(td);
923         /*
924          * YYY temporary hacks until we disassociate the userland scheduler
925          * from the LWKT scheduler.
926          */
927         if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
928             lwkt_switch();              /* will not reenter yield function */
929         } else {
930             lwkt_schedule_self(td);     /* make sure we are scheduled */
931             lwkt_switch();              /* will not reenter yield function */
932             lwkt_deschedule_self(td);   /* make sure we are descheduled */
933         }
934         crit_exit_noyield(td);
935     }
936 }
937
938 /*
939  * This implements a normal yield which, unlike _quick, will yield to equal
940  * priority threads as well.  Note that gd_reqflags tests will be handled by
941  * the crit_exit() call in lwkt_switch().
942  *
943  * (self contained on a per cpu basis)
944  */
945 void
946 lwkt_yield(void)
947 {
948     lwkt_schedule_self(curthread);
949     lwkt_switch();
950 }
951
952 /*
953  * Generic schedule.  Possibly schedule threads belonging to other cpus and
954  * deal with threads that might be blocked on a wait queue.
955  *
956  * We have a little helper inline function which does additional work after
957  * the thread has been enqueued, including dealing with preemption and
958  * setting need_lwkt_resched() (which prevents the kernel from returning
959  * to userland until it has processed higher priority threads).
960  *
961  * It is possible for this routine to be called after a failed _enqueue
962  * (due to the target thread migrating, sleeping, or otherwise blocked).
963  * We have to check that the thread is actually on the run queue!
964  */
965 static __inline
966 void
967 _lwkt_schedule_post(globaldata_t gd, thread_t ntd, int cpri)
968 {
969     if (ntd->td_flags & TDF_RUNQ) {
970         if (ntd->td_preemptable) {
971             ntd->td_preemptable(ntd, cpri);     /* YYY +token */
972         } else if ((ntd->td_flags & TDF_NORESCHED) == 0 &&
973             (ntd->td_pri & TDPRI_MASK) > (gd->gd_curthread->td_pri & TDPRI_MASK)
974         ) {
975             need_lwkt_resched();
976         }
977     }
978 }
979
980 void
981 lwkt_schedule(thread_t td)
982 {
983     globaldata_t mygd = mycpu;
984
985     KASSERT(td != &td->td_gd->gd_idlethread, ("lwkt_schedule(): scheduling gd_idlethread is illegal!"));
986     crit_enter_gd(mygd);
987     KKASSERT(td->td_proc == NULL || (td->td_proc->p_flag & P_ONRUNQ) == 0);
988     if (td == mygd->gd_curthread) {
989         _lwkt_enqueue(td);
990     } else {
991         lwkt_wait_t w;
992
993         /*
994          * If the thread is on a wait list we have to send our scheduling
995          * request to the owner of the wait structure.  Otherwise we send
996          * the scheduling request to the cpu owning the thread.  Races
997          * are ok, the target will forward the message as necessary (the
998          * message may chase the thread around before it finally gets
999          * acted upon).
1000          *
1001          * (remember, wait structures use stable storage)
1002          *
1003          * NOTE: we have to account for the number of critical sections
1004          * under our control when calling _lwkt_schedule_post() so it
1005          * can figure out whether preemption is allowed.
1006          *
1007          * NOTE: The wait structure algorithms are a mess and need to be
1008          * rewritten.
1009          *
1010          * NOTE: We cannot safely acquire or release a token, even 
1011          * non-blocking, because this routine may be called in the context
1012          * of a thread already holding the token and thus not provide any
1013          * interlock protection.  We cannot safely manipulate the td_toks
1014          * list for the same reason.  Instead we depend on our critical
1015          * section if the token is owned by our cpu.
1016          */
1017         if ((w = td->td_wait) != NULL) {
1018             if (w->wa_token.t_cpu == mygd) {
1019                 TAILQ_REMOVE(&w->wa_waitq, td, td_threadq);
1020                 --w->wa_count;
1021                 td->td_wait = NULL;
1022 #ifdef SMP
1023                 if (td->td_gd == mygd) {
1024                     _lwkt_enqueue(td);
1025                     _lwkt_schedule_post(mygd, td, TDPRI_CRIT);
1026                 } else {
1027                     lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)lwkt_schedule, td);
1028                 }
1029 #else
1030                 _lwkt_enqueue(td);
1031                 _lwkt_schedule_post(mygd, td, TDPRI_CRIT);
1032 #endif
1033             } else {
1034 #ifdef SMP
1035                 lwkt_send_ipiq(w->wa_token.t_cpu, (ipifunc1_t)lwkt_schedule, td);
1036 #else
1037                 panic("bad token %p", &w->wa_token);
1038 #endif
1039             }
1040         } else {
1041             /*
1042              * If the wait structure is NULL and we own the thread, there
1043              * is no race (since we are in a critical section).  If we
1044              * do not own the thread there might be a race but the
1045              * target cpu will deal with it.
1046              */
1047 #ifdef SMP
1048             if (td->td_gd == mygd) {
1049                 _lwkt_enqueue(td);
1050                 _lwkt_schedule_post(mygd, td, TDPRI_CRIT);
1051             } else {
1052                 lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)lwkt_schedule, td);
1053             }
1054 #else
1055             _lwkt_enqueue(td);
1056             _lwkt_schedule_post(mygd, td, TDPRI_CRIT);
1057 #endif
1058         }
1059     }
1060     crit_exit_gd(mygd);
1061 }
1062
1063 /*
1064  * Managed acquisition.  This code assumes that the MP lock is held for
1065  * the tdallq operation and that the thread has been descheduled from its
1066  * original cpu.  We also have to wait for the thread to be entirely switched
1067  * out on its original cpu (this is usually fast enough that we never loop)
1068  * since the LWKT system does not have to hold the MP lock while switching
1069  * and the target may have released it before switching.
1070  */
1071 void
1072 lwkt_acquire(thread_t td)
1073 {
1074     globaldata_t gd;
1075     globaldata_t mygd;
1076
1077     gd = td->td_gd;
1078     mygd = mycpu;
1079     cpu_lfence();
1080     KKASSERT((td->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
1081     while (td->td_flags & (TDF_RUNNING|TDF_PREEMPT_LOCK))       /* XXX spin */
1082         cpu_lfence();
1083     if (gd != mygd) {
1084         crit_enter_gd(mygd);
1085         TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);      /* protected by BGL */
1086         td->td_gd = mygd;
1087         TAILQ_INSERT_TAIL(&mygd->gd_tdallq, td, td_allq); /* protected by BGL */
1088         crit_exit_gd(mygd);
1089     }
1090 }
1091
1092 /*
1093  * Generic deschedule.  Descheduling threads other then your own should be
1094  * done only in carefully controlled circumstances.  Descheduling is 
1095  * asynchronous.  
1096  *
1097  * This function may block if the cpu has run out of messages.
1098  */
1099 void
1100 lwkt_deschedule(thread_t td)
1101 {
1102     crit_enter();
1103 #ifdef SMP
1104     if (td == curthread) {
1105         _lwkt_dequeue(td);
1106     } else {
1107         if (td->td_gd == mycpu) {
1108             _lwkt_dequeue(td);
1109         } else {
1110             lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)lwkt_deschedule, td);
1111         }
1112     }
1113 #else
1114     _lwkt_dequeue(td);
1115 #endif
1116     crit_exit();
1117 }
1118
1119 /*
1120  * Set the target thread's priority.  This routine does not automatically
1121  * switch to a higher priority thread, LWKT threads are not designed for
1122  * continuous priority changes.  Yield if you want to switch.
1123  *
1124  * We have to retain the critical section count which uses the high bits
1125  * of the td_pri field.  The specified priority may also indicate zero or
1126  * more critical sections by adding TDPRI_CRIT*N.
1127  *
1128  * Note that we requeue the thread whether it winds up on a different runq
1129  * or not.  uio_yield() depends on this and the routine is not normally
1130  * called with the same priority otherwise.
1131  */
1132 void
1133 lwkt_setpri(thread_t td, int pri)
1134 {
1135     KKASSERT(pri >= 0);
1136     KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
1137     crit_enter();
1138     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
1139         _lwkt_dequeue(td);
1140         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1141         _lwkt_enqueue(td);
1142     } else {
1143         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1144     }
1145     crit_exit();
1146 }
1147
1148 void
1149 lwkt_setpri_self(int pri)
1150 {
1151     thread_t td = curthread;
1152
1153     KKASSERT(pri >= 0 && pri <= TDPRI_MAX);
1154     crit_enter();
1155     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
1156         _lwkt_dequeue(td);
1157         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1158         _lwkt_enqueue(td);
1159     } else {
1160         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1161     }
1162     crit_exit();
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Determine if there is a runnable thread at a higher priority then
1167  * the current thread.  lwkt_setpri() does not check this automatically.
1168  * Return 1 if there is, 0 if there isn't.
1169  *
1170  * Example: if bit 31 of runqmask is set and the current thread is priority
1171  * 30, then we wind up checking the mask: 0x80000000 against 0x7fffffff.  
1172  *
1173  * If nq reaches 31 the shift operation will overflow to 0 and we will wind
1174  * up comparing against 0xffffffff, a comparison that will always be false.
1175  */
1176 int
1177 lwkt_checkpri_self(void)
1178 {
1179     globaldata_t gd = mycpu;
1180     thread_t td = gd->gd_curthread;
1181     int nq = td->td_pri & TDPRI_MASK;
1182
1183     while (gd->gd_runqmask > (__uint32_t)(2 << nq) - 1) {
1184         if (TAILQ_FIRST(&gd->gd_tdrunq[nq + 1]))
1185             return(1);
1186         ++nq;
1187     }
1188     return(0);
1189 }
1190
1191 /*
1192  * Migrate the current thread to the specified cpu.  The BGL must be held
1193  * (for the gd_tdallq manipulation XXX).  This is accomplished by 
1194  * descheduling ourselves from the current cpu, moving our thread to the
1195  * tdallq of the target cpu, IPI messaging the target cpu, and switching out.
1196  * TDF_MIGRATING prevents scheduling races while the thread is being migrated.
1197  */
1198 #ifdef SMP
1199 static void lwkt_setcpu_remote(void *arg);
1200 #endif
1201
1202 void
1203 lwkt_setcpu_self(globaldata_t rgd)
1204 {
1205 #ifdef SMP
1206     thread_t td = curthread;
1207
1208     if (td->td_gd != rgd) {
1209         crit_enter_quick(td);
1210         td->td_flags |= TDF_MIGRATING;
1211         lwkt_deschedule_self(td);
1212         TAILQ_REMOVE(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq); /* protected by BGL */
1213         TAILQ_INSERT_TAIL(&rgd->gd_tdallq, td, td_allq); /* protected by BGL */
1214         lwkt_send_ipiq(rgd, (ipifunc1_t)lwkt_setcpu_remote, td);
1215         lwkt_switch();
1216         /* we are now on the target cpu */
1217         crit_exit_quick(td);
1218     }
1219 #endif
1220 }
1221
1222 void
1223 lwkt_migratecpu(int cpuid)
1224 {
1225 #ifdef SMP
1226         globaldata_t rgd;
1227
1228         rgd = globaldata_find(cpuid);
1229         lwkt_setcpu_self(rgd);
1230 #endif
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Remote IPI for cpu migration (called while in a critical section so we
1235  * do not have to enter another one).  The thread has already been moved to
1236  * our cpu's allq, but we must wait for the thread to be completely switched
1237  * out on the originating cpu before we schedule it on ours or the stack
1238  * state may be corrupt.  We clear TDF_MIGRATING after flushing the GD
1239  * change to main memory.
1240  *
1241  * XXX The use of TDF_MIGRATING might not be sufficient to avoid races
1242  * against wakeups.  It is best if this interface is used only when there
1243  * are no pending events that might try to schedule the thread.
1244  */
1245 #ifdef SMP
1246 static void
1247 lwkt_setcpu_remote(void *arg)
1248 {
1249     thread_t td = arg;
1250     globaldata_t gd = mycpu;
1251
1252     while (td->td_flags & (TDF_RUNNING|TDF_PREEMPT_LOCK))
1253         cpu_lfence();
1254     td->td_gd = gd;
1255     cpu_sfence();
1256     td->td_flags &= ~TDF_MIGRATING;
1257     KKASSERT(td->td_proc == NULL || (td->td_proc->p_flag & P_ONRUNQ) == 0);
1258     _lwkt_enqueue(td);
1259 }
1260 #endif
1261
1262 struct lwp *
1263 lwkt_preempted_proc(void)
1264 {
1265     thread_t td = curthread;
1266     while (td->td_preempted)
1267         td = td->td_preempted;
1268     return(td->td_lwp);
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Block on the specified wait queue until signaled.  A generation number
1273  * must be supplied to interlock the wait queue.  The function will
1274  * return immediately if the generation number does not match the wait
1275  * structure's generation number.
1276  */
1277 void
1278 lwkt_block(lwkt_wait_t w, const char *wmesg, int *gen)
1279 {
1280     thread_t td = curthread;
1281     lwkt_tokref ilock;
1282
1283     lwkt_gettoken(&ilock, &w->wa_token);
1284     crit_enter();
1285     if (w->wa_gen == *gen) {
1286         _lwkt_dequeue(td);
1287         td->td_flags |= TDF_BLOCKQ;
1288         TAILQ_INSERT_TAIL(&w->wa_waitq, td, td_threadq);
1289         ++w->wa_count;
1290         td->td_wait = w;
1291         td->td_wmesg = wmesg;
1292         lwkt_switch();
1293         KKASSERT((td->td_flags & TDF_BLOCKQ) == 0);
1294         td->td_wmesg = NULL;
1295     }
1296     crit_exit();
1297     *gen = w->wa_gen;
1298     lwkt_reltoken(&ilock);
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Signal a wait queue.  We gain ownership of the wait queue in order to
1303  * signal it.  Once a thread is removed from the wait queue we have to
1304  * deal with the cpu owning the thread.
1305  *
1306  * Note: alternatively we could message the target cpu owning the wait
1307  * queue.  YYY implement as sysctl.
1308  */
1309 void
1310 lwkt_signal(lwkt_wait_t w, int count)
1311 {
1312     thread_t td;
1313     lwkt_tokref ilock;
1314
1315     lwkt_gettoken(&ilock, &w->wa_token);
1316     ++w->wa_gen;
1317     crit_enter();
1318     if (count < 0)
1319         count = w->wa_count;
1320     while ((td = TAILQ_FIRST(&w->wa_waitq)) != NULL && count) {
1321         --count;
1322         --w->wa_count;
1323         KKASSERT(td->td_flags & TDF_BLOCKQ);
1324         TAILQ_REMOVE(&w->wa_waitq, td, td_threadq);
1325         td->td_flags &= ~TDF_BLOCKQ;
1326         td->td_wait = NULL;
1327         KKASSERT(td->td_proc == NULL || (td->td_proc->p_flag & P_ONRUNQ) == 0);
1328 #ifdef SMP
1329         if (td->td_gd == mycpu) {
1330             _lwkt_enqueue(td);
1331         } else {
1332             lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)lwkt_schedule, td);
1333         }
1334 #else
1335         _lwkt_enqueue(td);
1336 #endif
1337     }
1338     crit_exit();
1339     lwkt_reltoken(&ilock);
1340 }
1341
1342 /*
1343  * Create a kernel process/thread/whatever.  It shares it's address space
1344  * with proc0 - ie: kernel only.
1345  *
1346  * NOTE!  By default new threads are created with the MP lock held.  A 
1347  * thread which does not require the MP lock should release it by calling
1348  * rel_mplock() at the start of the new thread.
1349  */
1350 int
1351 lwkt_create(void (*func)(void *), void *arg,
1352     struct thread **tdp, thread_t template, int tdflags, int cpu,
1353     const char *fmt, ...)
1354 {
1355     thread_t td;
1356     __va_list ap;
1357
1358     td = lwkt_alloc_thread(template, LWKT_THREAD_STACK, cpu,
1359                            tdflags | TDF_VERBOSE);
1360     if (tdp)
1361         *tdp = td;
1362     cpu_set_thread_handler(td, lwkt_exit, func, arg);
1363
1364     /*
1365      * Set up arg0 for 'ps' etc
1366      */
1367     __va_start(ap, fmt);
1368     vsnprintf(td->td_comm, sizeof(td->td_comm), fmt, ap);
1369     __va_end(ap);
1370
1371     /*
1372      * Schedule the thread to run
1373      */
1374     if ((td->td_flags & TDF_STOPREQ) == 0)
1375         lwkt_schedule(td);
1376     else
1377         td->td_flags &= ~TDF_STOPREQ;
1378     return 0;
1379 }
1380
1381 /*
1382  * kthread_* is specific to the kernel and is not needed by userland.
1383  */
1384 #ifdef _KERNEL
1385
1386 /*
1387  * Destroy an LWKT thread.   Warning!  This function is not called when
1388  * a process exits, cpu_proc_exit() directly calls cpu_thread_exit() and
1389  * uses a different reaping mechanism.
1390  */
1391 void
1392 lwkt_exit(void)
1393 {
1394     thread_t td = curthread;
1395     globaldata_t gd;
1396
1397     if (td->td_flags & TDF_VERBOSE)
1398         printf("kthread %p %s has exited\n", td, td->td_comm);
1399     caps_exit(td);
1400     crit_enter_quick(td);
1401     lwkt_deschedule_self(td);
1402     gd = mycpu;
1403     KKASSERT(gd == td->td_gd);
1404     TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
1405     if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD) {
1406         ++gd->gd_tdfreecount;
1407         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdfreeq, td, td_threadq);
1408     }
1409     cpu_thread_exit();
1410 }
1411
1412 #endif /* _KERNEL */
1413
1414 void
1415 crit_panic(void)
1416 {
1417     thread_t td = curthread;
1418     int lpri = td->td_pri;
1419
1420     td->td_pri = 0;
1421     panic("td_pri is/would-go negative! %p %d", td, lpri);
1422 }
1423
1424 #ifdef SMP
1425
1426 /*
1427  * Called from debugger/panic on cpus which have been stopped.  We must still
1428  * process the IPIQ while stopped, even if we were stopped while in a critical
1429  * section (XXX).
1430  *
1431  * If we are dumping also try to process any pending interrupts.  This may
1432  * or may not work depending on the state of the cpu at the point it was
1433  * stopped.
1434  */
1435 void
1436 lwkt_smp_stopped(void)
1437 {
1438     globaldata_t gd = mycpu;
1439
1440     crit_enter_gd(gd);
1441     if (dumping) {
1442         lwkt_process_ipiq();
1443         splz();
1444     } else {
1445         lwkt_process_ipiq();
1446     }
1447     crit_exit_gd(gd);
1448 }
1449
1450 #endif