nrelease - fix/improve livecd
[dragonfly.git] / sys / kern / kern_synch.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1990, 1991, 1993
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
20  *    without specific prior written permission.
21  *
22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  *
34  *      @(#)kern_synch.c        8.9 (Berkeley) 5/19/95
35  * $FreeBSD: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.87.2.6 2002/10/13 07:29:53 kbyanc Exp $
36  */
37
38 #include "opt_ktrace.h"
39
40 #include <sys/param.h>
41 #include <sys/systm.h>
42 #include <sys/proc.h>
43 #include <sys/kernel.h>
44 #include <sys/signalvar.h>
45 #include <sys/resourcevar.h>
46 #include <sys/vmmeter.h>
47 #include <sys/sysctl.h>
48 #include <sys/lock.h>
49 #include <sys/caps.h>
50 #include <sys/kcollect.h>
51 #include <sys/malloc.h>
52 #ifdef KTRACE
53 #include <sys/ktrace.h>
54 #endif
55 #include <sys/ktr.h>
56 #include <sys/serialize.h>
57
58 #include <sys/signal2.h>
59 #include <sys/thread2.h>
60 #include <sys/spinlock2.h>
61 #include <sys/mutex2.h>
62
63 #include <machine/cpu.h>
64 #include <machine/smp.h>
65
66 #include <vm/vm_extern.h>
67
68 struct tslpque {
69         TAILQ_HEAD(, thread)    queue;
70         const volatile void     *ident0;
71         const volatile void     *ident1;
72         const volatile void     *ident2;
73         const volatile void     *ident3;
74 };
75
76 static void sched_setup (void *dummy);
77 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_KICK_SCHEDULER, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL);
78 static void sched_dyninit (void *dummy);
79 SYSINIT(sched_dyninit, SI_BOOT1_DYNALLOC, SI_ORDER_FIRST, sched_dyninit, NULL);
80
81 int     lbolt;
82 void    *lbolt_syncer;
83 __read_mostly int tsleep_crypto_dump = 0;
84 __read_mostly int ncpus;
85 __read_mostly int ncpus_fit, ncpus_fit_mask;    /* note: mask not cpumask_t */
86 __read_mostly int safepri;
87 __read_mostly int tsleep_now_works;
88
89 MALLOC_DEFINE(M_TSLEEP, "tslpque", "tsleep queues");
90
91 #define __DEALL(ident)  __DEQUALIFY(void *, ident)
92
93 #if !defined(KTR_TSLEEP)
94 #define KTR_TSLEEP      KTR_ALL
95 #endif
96 KTR_INFO_MASTER(tsleep);
97 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_beg, 0, "tsleep enter %p", const volatile void *ident);
98 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_end, 1, "tsleep exit");
99 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_beg, 2, "wakeup enter %p", const volatile void *ident);
100 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_end, 3, "wakeup exit");
101 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, ilockfail,  4, "interlock failed %p", const volatile void *ident);
102
103 #define logtsleep1(name)        KTR_LOG(tsleep_ ## name)
104 #define logtsleep2(name, val)   KTR_LOG(tsleep_ ## name, val)
105
106 __exclusive_cache_line
107 struct loadavg averunnable =
108         { {0, 0, 0}, FSCALE };  /* load average, of runnable procs */
109 /*
110  * Constants for averages over 1, 5, and 15 minutes
111  * when sampling at 5 second intervals.
112  */
113 __read_mostly
114 static fixpt_t cexp[3] = {
115         0.9200444146293232 * FSCALE,    /* exp(-1/12) */
116         0.9834714538216174 * FSCALE,    /* exp(-1/60) */
117         0.9944598480048967 * FSCALE,    /* exp(-1/180) */
118 };
119
120 static void     endtsleep (void *);
121 static void     loadav (void *arg);
122 static void     schedcpu (void *arg);
123
124 __read_mostly static int pctcpu_decay = 10;
125 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, pctcpu_decay, CTLFLAG_RW,
126            &pctcpu_decay, 0, "");
127
128 /*
129  * kernel uses `FSCALE', userland (SHOULD) use kern.fscale
130  */
131 __read_mostly int fscale __unused = FSCALE;     /* exported to systat */
132 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, fscale, CTLFLAG_RD, 0, FSCALE, "");
133
134 /*
135  * Issue a wakeup() from userland (debugging)
136  */
137 static int
138 sysctl_wakeup(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
139 {
140         uint64_t ident = 1;
141         int error = 0;
142
143         if (req->newptr != NULL) {
144                 if (caps_priv_check_self(SYSCAP_RESTRICTEDROOT))
145                         return (EPERM);
146                 error = SYSCTL_IN(req, &ident, sizeof(ident));
147                 if (error)
148                         return error;
149                 kprintf("issue wakeup %016jx\n", ident);
150                 wakeup((void *)(intptr_t)ident);
151         }
152         if (req->oldptr != NULL) {
153                 error = SYSCTL_OUT(req, &ident, sizeof(ident));
154         }
155         return error;
156 }
157
158 static int
159 sysctl_wakeup_umtx(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
160 {
161         uint64_t ident = 1;
162         int error = 0;
163
164         if (req->newptr != NULL) {
165                 if (caps_priv_check_self(SYSCAP_RESTRICTEDROOT))
166                         return (EPERM);
167                 error = SYSCTL_IN(req, &ident, sizeof(ident));
168                 if (error)
169                         return error;
170                 kprintf("issue wakeup %016jx, PDOMAIN_UMTX\n", ident);
171                 wakeup_domain((void *)(intptr_t)ident, PDOMAIN_UMTX);
172         }
173         if (req->oldptr != NULL) {
174                 error = SYSCTL_OUT(req, &ident, sizeof(ident));
175         }
176         return error;
177 }
178
179 SYSCTL_PROC(_debug, OID_AUTO, wakeup, CTLTYPE_UQUAD|CTLFLAG_RW, 0, 0,
180             sysctl_wakeup, "Q", "issue wakeup(addr)");
181 SYSCTL_PROC(_debug, OID_AUTO, wakeup_umtx, CTLTYPE_UQUAD|CTLFLAG_RW, 0, 0,
182             sysctl_wakeup_umtx, "Q", "issue wakeup(addr, PDOMAIN_UMTX)");
183
184 /*
185  * Recompute process priorities, once a second.
186  *
187  * Since the userland schedulers are typically event oriented, if the
188  * estcpu calculation at wakeup() time is not sufficient to make a
189  * process runnable relative to other processes in the system we have
190  * a 1-second recalc to help out.
191  *
192  * This code also allows us to store sysclock_t data in the process structure
193  * without fear of an overrun, since sysclock_t are guarenteed to hold
194  * several seconds worth of count.
195  *
196  * WARNING!  callouts can preempt normal threads.  However, they will not
197  * preempt a thread holding a spinlock so we *can* safely use spinlocks.
198  */
199 static int schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused);
200 static int schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused);
201
202 static void
203 schedcpu(void *arg)
204 {
205         allproc_scan(schedcpu_stats, NULL, 1);
206         allproc_scan(schedcpu_resource, NULL, 1);
207         if (mycpu->gd_cpuid == 0) {
208                 wakeup((caddr_t)&lbolt);
209                 wakeup(lbolt_syncer);
210         }
211         callout_reset(&mycpu->gd_schedcpu_callout, hz, schedcpu, NULL);
212 }
213
214 /*
215  * General process statistics once a second
216  */
217 static int
218 schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused)
219 {
220         struct lwp *lp;
221
222         /*
223          * Threads may not be completely set up if process in SIDL state.
224          */
225         if (p->p_stat == SIDL)
226                 return(0);
227
228         PHOLD(p);
229         if (lwkt_trytoken(&p->p_token) == FALSE) {
230                 PRELE(p);
231                 return(0);
232         }
233
234         p->p_swtime++;
235         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
236                 if (lp->lwp_stat == LSSLEEP) {
237                         ++lp->lwp_slptime;
238                         if (lp->lwp_slptime == 1)
239                                 p->p_usched->uload_update(lp);
240                 }
241
242                 /*
243                  * Only recalculate processes that are active or have slept
244                  * less then 2 seconds.  The schedulers understand this.
245                  * Otherwise decay by 50% per second.
246                  *
247                  * NOTE: uload_update is called separately from kern_synch.c
248                  *       when slptime == 1, removing the thread's
249                  *       uload/ucount.
250                  */
251                 if (lp->lwp_slptime <= 1) {
252                         p->p_usched->recalculate(lp);
253                 } else {
254                         int decay;
255
256                         decay = pctcpu_decay;
257                         cpu_ccfence();
258                         if (decay <= 1)
259                                 decay = 1;
260                         if (decay > 100)
261                                 decay = 100;
262                         lp->lwp_pctcpu = (lp->lwp_pctcpu * (decay - 1)) / decay;
263                 }
264         }
265         lwkt_reltoken(&p->p_token);
266         lwkt_yield();
267         PRELE(p);
268         return(0);
269 }
270
271 /*
272  * Resource checks.  XXX break out since ksignal/killproc can block,
273  * limiting us to one process killed per second.  There is probably
274  * a better way.
275  */
276 static int
277 schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused)
278 {
279         u_int64_t ttime;
280         struct lwp *lp;
281
282         if (p->p_stat == SIDL)
283                 return(0);
284
285         PHOLD(p);
286         if (lwkt_trytoken(&p->p_token) == FALSE) {
287                 PRELE(p);
288                 return(0);
289         }
290
291         if (p->p_stat == SZOMB || p->p_limit == NULL) {
292                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
293                 PRELE(p);
294                 return(0);
295         }
296
297         ttime = 0;
298         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
299                 /*
300                  * We may have caught an lp in the middle of being
301                  * created, lwp_thread can be NULL.
302                  */
303                 if (lp->lwp_thread) {
304                         ttime += lp->lwp_thread->td_sticks;
305                         ttime += lp->lwp_thread->td_uticks;
306                 }
307         }
308
309         switch(plimit_testcpulimit(p, ttime)) {
310         case PLIMIT_TESTCPU_KILL:
311                 killproc(p, "exceeded maximum CPU limit");
312                 break;
313         case PLIMIT_TESTCPU_XCPU:
314                 if ((p->p_flags & P_XCPU) == 0) {
315                         p->p_flags |= P_XCPU;
316                         ksignal(p, SIGXCPU);
317                 }
318                 break;
319         default:
320                 break;
321         }
322         lwkt_reltoken(&p->p_token);
323         lwkt_yield();
324         PRELE(p);
325         return(0);
326 }
327
328 /*
329  * This is only used by ps.  Generate a cpu percentage use over
330  * a period of one second.
331  */
332 void
333 updatepcpu(struct lwp *lp, int cpticks, int ttlticks)
334 {
335         fixpt_t acc;
336         int remticks;
337
338         acc = (cpticks << FSHIFT) / ttlticks;
339         if (ttlticks >= ESTCPUFREQ) {
340                 lp->lwp_pctcpu = acc;
341         } else {
342                 remticks = ESTCPUFREQ - ttlticks;
343                 lp->lwp_pctcpu = (acc * ttlticks + lp->lwp_pctcpu * remticks) /
344                                 ESTCPUFREQ;
345         }
346 }
347
348 /*
349  * Handy macros to calculate hash indices.  LOOKUP() calculates the
350  * global cpumask hash index, TCHASHSHIFT() converts that into the
351  * pcpu hash index.
352  *
353  * By making the pcpu hash arrays smaller we save a significant amount
354  * of memory at very low cost.  The real cost is in IPIs, which are handled
355  * by the much larger global cpumask hash table.
356  */
357 #define LOOKUP_PRIME    66555444443333333ULL
358 #define LOOKUP(x)       ((((uintptr_t)(x) + ((uintptr_t)(x) >> 18)) ^   \
359                           LOOKUP_PRIME) % slpque_tablesize)
360 #define TCHASHSHIFT(x)  ((x) >> 4)
361
362 __read_mostly static uint32_t   slpque_tablesize;
363 __read_mostly static cpumask_t *slpque_cpumasks;
364
365 SYSCTL_UINT(_kern, OID_AUTO, slpque_tablesize, CTLFLAG_RD, &slpque_tablesize,
366     0, "");
367
368 /*
369  * This is a dandy function that allows us to interlock tsleep/wakeup
370  * operations with unspecified upper level locks, such as lockmgr locks,
371  * simply by holding a critical section.  The sequence is:
372  *
373  *      (acquire upper level lock)
374  *      tsleep_interlock(blah)
375  *      (release upper level lock)
376  *      tsleep(blah, ...)
377  *
378  * Basically this functions queues us on the tsleep queue without actually
379  * descheduling us.  When tsleep() is later called with PINTERLOCK it
380  * assumes the thread was already queued, otherwise it queues it there.
381  *
382  * Thus it is possible to receive the wakeup prior to going to sleep and
383  * the race conditions are covered.
384  */
385 static __inline void
386 _tsleep_interlock(globaldata_t gd, const volatile void *ident, int flags)
387 {
388         thread_t td = gd->gd_curthread;
389         struct tslpque *qp;
390         uint32_t cid;
391         uint32_t gid;
392
393         if (ident == NULL) {
394                 kprintf("tsleep_interlock: NULL ident %s\n", td->td_comm);
395                 print_backtrace(5);
396         }
397
398         crit_enter_quick(td);
399         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
400                 /*
401                  * Shortcut if unchanged
402                  */
403                 if (td->td_wchan == ident &&
404                     td->td_wdomain == (flags & PDOMAIN_MASK)) {
405                         crit_exit_quick(td);
406                         return;
407                 }
408
409                 /*
410                  * Remove current sleepq
411                  */
412                 cid = LOOKUP(td->td_wchan);
413                 gid = TCHASHSHIFT(cid);
414                 qp = &gd->gd_tsleep_hash[gid];
415                 TAILQ_REMOVE(&qp->queue, td, td_sleepq);
416                 if (TAILQ_FIRST(&qp->queue) == NULL) {
417                         qp->ident0 = NULL;
418                         qp->ident1 = NULL;
419                         qp->ident2 = NULL;
420                         qp->ident3 = NULL;
421                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(slpque_cpumasks[cid],
422                                                gd->gd_cpuid);
423                 }
424         } else {
425                 td->td_flags |= TDF_TSLEEPQ;
426         }
427         cid = LOOKUP(ident);
428         gid = TCHASHSHIFT(cid);
429         qp = &gd->gd_tsleep_hash[gid];
430         TAILQ_INSERT_TAIL(&qp->queue, td, td_sleepq);
431         if (qp->ident0 != ident && qp->ident1 != ident &&
432             qp->ident2 != ident && qp->ident3 != ident) {
433                 if (qp->ident0 == NULL)
434                         qp->ident0 = ident;
435                 else if (qp->ident1 == NULL)
436                         qp->ident1 = ident;
437                 else if (qp->ident2 == NULL)
438                         qp->ident2 = ident;
439                 else if (qp->ident3 == NULL)
440                         qp->ident3 = ident;
441                 else
442                         qp->ident0 = (void *)(intptr_t)-1;
443         }
444         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(slpque_cpumasks[cid], gd->gd_cpuid);
445         td->td_wchan = ident;
446         td->td_wdomain = flags & PDOMAIN_MASK;
447         crit_exit_quick(td);
448 }
449
450 void
451 tsleep_interlock(const volatile void *ident, int flags)
452 {
453         _tsleep_interlock(mycpu, ident, flags);
454 }
455
456 /*
457  * Remove thread from sleepq.  Must be called with a critical section held.
458  * The thread must not be migrating.
459  */
460 static __inline void
461 _tsleep_remove(thread_t td)
462 {
463         globaldata_t gd = mycpu;
464         struct tslpque *qp;
465         uint32_t cid;
466         uint32_t gid;
467
468         KKASSERT(td->td_gd == gd && IN_CRITICAL_SECT(td));
469         KKASSERT((td->td_flags & TDF_MIGRATING) == 0);
470         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
471                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEPQ;
472                 cid = LOOKUP(td->td_wchan);
473                 gid = TCHASHSHIFT(cid);
474                 qp = &gd->gd_tsleep_hash[gid];
475                 TAILQ_REMOVE(&qp->queue, td, td_sleepq);
476                 if (TAILQ_FIRST(&qp->queue) == NULL) {
477                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(slpque_cpumasks[cid],
478                                                gd->gd_cpuid);
479                 }
480                 td->td_wchan = NULL;
481                 td->td_wdomain = 0;
482         }
483 }
484
485 void
486 tsleep_remove(thread_t td)
487 {
488         _tsleep_remove(td);
489 }
490
491 /*
492  * General sleep call.  Suspends the current process until a wakeup is
493  * performed on the specified identifier.  The process will then be made
494  * runnable with the specified priority.  Sleeps at most timo/hz seconds
495  * (0 means no timeout).  If flags includes PCATCH flag, signals are checked
496  * before and after sleeping, else signals are not checked.  Returns 0 if
497  * awakened, EWOULDBLOCK if the timeout expires.  If PCATCH is set and a
498  * signal needs to be delivered, ERESTART is returned if the current system
499  * call should be restarted if possible, and EINTR is returned if the system
500  * call should be interrupted by the signal (return EINTR).
501  *
502  * Note that if we are a process, we release_curproc() before messing with
503  * the LWKT scheduler.
504  *
505  * During autoconfiguration or after a panic, a sleep will simply
506  * lower the priority briefly to allow interrupts, then return.
507  *
508  * WARNING!  This code can't block (short of switching away), or bad things
509  *           will happen.  No getting tokens, no blocking locks, etc.
510  */
511 int
512 tsleep(const volatile void *ident, int flags, const char *wmesg, int timo)
513 {
514         struct thread *td = curthread;
515         struct lwp *lp = td->td_lwp;
516         struct proc *p = td->td_proc;           /* may be NULL */
517         globaldata_t gd;
518         int sig;
519         int catch;
520         int error;
521         int oldpri;
522         struct callout thandle1;
523         struct _callout thandle2;
524
525         /*
526          * Currently a severe hack.  Make sure any delayed wakeups
527          * are flushed before we sleep or we might deadlock on whatever
528          * event we are sleeping on.
529          */
530         if (td->td_flags & TDF_DELAYED_WAKEUP)
531                 wakeup_end_delayed();
532
533         /*
534          * NOTE: removed KTRPOINT, it could cause races due to blocking
535          * even in stable.  Just scrap it for now.
536          */
537         if (!tsleep_crypto_dump && (tsleep_now_works == 0 || panicstr)) {
538                 /*
539                  * After a panic, or before we actually have an operational
540                  * softclock, just give interrupts a chance, then just return;
541                  *
542                  * don't run any other procs or panic below,
543                  * in case this is the idle process and already asleep.
544                  */
545                 splz();
546                 oldpri = td->td_pri;
547                 lwkt_setpri_self(safepri);
548                 lwkt_switch();
549                 lwkt_setpri_self(oldpri);
550                 return (0);
551         }
552         logtsleep2(tsleep_beg, ident);
553         gd = td->td_gd;
554         KKASSERT(td != &gd->gd_idlethread);     /* you must be kidding! */
555
556         /*
557          * NOTE: all of this occurs on the current cpu, including any
558          * callout-based wakeups, so a critical section is a sufficient
559          * interlock.
560          *
561          * The entire sequence through to where we actually sleep must
562          * run without breaking the critical section.
563          */
564         catch = flags & PCATCH;
565         error = 0;
566         sig = 0;
567
568         crit_enter_quick(td);
569
570         KASSERT(ident != NULL, ("tsleep: no ident"));
571         KASSERT(lp == NULL ||
572                 lp->lwp_stat == LSRUN ||        /* Obvious */
573                 lp->lwp_stat == LSSTOP,         /* Set in tstop */
574                 ("tsleep %p %s %d",
575                         ident, wmesg, lp->lwp_stat));
576
577         /*
578          * We interlock the sleep queue if the caller has not already done
579          * it for us.  This must be done before we potentially acquire any
580          * tokens or we can loose the wakeup.
581          */
582         if ((flags & PINTERLOCKED) == 0) {
583                 _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
584         }
585
586         /*
587          * Setup for the current process (if this is a process).  We must
588          * interlock with lwp_token to avoid remote wakeup races via
589          * setrunnable()
590          */
591         if (lp) {
592                 lwkt_gettoken(&lp->lwp_token);
593
594                 /*
595                  * If the umbrella process is in the SCORE state then
596                  * make sure that the thread is flagged going into a
597                  * normal sleep to allow the core dump to proceed, otherwise
598                  * the coredump can end up waiting forever.  If the normal
599                  * sleep is woken up, the thread will enter a stopped state
600                  * upon return to userland.
601                  *
602                  * We do not want to interrupt or cause a thread exist at
603                  * this juncture because that will mess-up the state the
604                  * coredump is trying to save.
605                  */
606                 if (p->p_stat == SCORE) {
607                         lwkt_gettoken(&p->p_token);
608                         if ((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_WSTOP) == 0) {
609                                 atomic_set_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_WSTOP);
610                                 ++p->p_nstopped;
611                         }
612                         lwkt_reltoken(&p->p_token);
613                 }
614
615                 /*
616                  * PCATCH requested.
617                  */
618                 if (catch) {
619                         /*
620                          * Early termination if PCATCH was set and a
621                          * signal is pending, interlocked with the
622                          * critical section.
623                          *
624                          * Early termination only occurs when tsleep() is
625                          * entered while in a normal LSRUN state.
626                          */
627                         if ((sig = CURSIG(lp)) != 0)
628                                 goto resume;
629
630                         /*
631                          * Causes ksignal to wake us up if a signal is
632                          * received (interlocked with lp->lwp_token).
633                          */
634                         lp->lwp_flags |= LWP_SINTR;
635                 }
636         } else {
637                 KKASSERT(p == NULL);
638         }
639
640         /*
641          * Make sure the current process has been untangled from
642          * the userland scheduler and initialize slptime to start
643          * counting.
644          *
645          * NOTE: td->td_wakefromcpu is pre-set by the release function
646          *       for the dfly scheduler, and then adjusted by _wakeup()
647          */
648         if (lp) {
649                 p->p_usched->release_curproc(lp);
650                 lp->lwp_slptime = 0;
651         }
652
653         /*
654          * For PINTERLOCKED operation, TDF_TSLEEPQ might not be set if
655          * a wakeup() was processed before the thread could go to sleep.
656          *
657          * If TDF_TSLEEPQ is set, make sure the ident matches the recorded
658          * ident.  If it does not then the thread slept inbetween the
659          * caller's initial tsleep_interlock() call and the caller's tsleep()
660          * call.
661          *
662          * Extreme loads can cause the sending of an IPI (e.g. wakeup()'s)
663          * to process incoming IPIs, thus draining incoming wakeups.
664          */
665         if ((td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) == 0) {
666                 logtsleep2(ilockfail, ident);
667                 goto resume;
668         } else if (td->td_wchan != ident ||
669                    td->td_wdomain != (flags & PDOMAIN_MASK)) {
670                 logtsleep2(ilockfail, ident);
671                 goto resume;
672         }
673
674         /*
675          * scheduling is blocked while in a critical section.  Coincide
676          * the descheduled-by-tsleep flag with the descheduling of the
677          * lwkt.
678          *
679          * The timer callout is localized on our cpu and interlocked by
680          * our critical section.
681          */
682         lwkt_deschedule_self(td);
683         td->td_flags |= TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
684         td->td_wmesg = wmesg;
685
686         /*
687          * Setup the timeout, if any.  The timeout is only operable while
688          * the thread is flagged descheduled.
689          */
690         KKASSERT((td->td_flags & TDF_TIMEOUT) == 0);
691         if (timo) {
692                 _callout_setup_quick(&thandle1, &thandle2, timo, endtsleep, td);
693         }
694
695         /*
696          * Beddy bye bye.
697          */
698         if (lp) {
699                 /*
700                  * Ok, we are sleeping.  Place us in the SSLEEP state.
701                  */
702                 KKASSERT((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ONRUNQ) == 0);
703
704                 /*
705                  * tstop() sets LSSTOP, so don't fiddle with that.
706                  */
707                 if (lp->lwp_stat != LSSTOP)
708                         lp->lwp_stat = LSSLEEP;
709                 lp->lwp_ru.ru_nvcsw++;
710                 p->p_usched->uload_update(lp);
711                 lwkt_switch();
712
713                 /*
714                  * And when we are woken up, put us back in LSRUN.  If we
715                  * slept for over a second, recalculate our estcpu.
716                  */
717                 lp->lwp_stat = LSRUN;
718                 if (lp->lwp_slptime) {
719                         p->p_usched->uload_update(lp);
720                         p->p_usched->recalculate(lp);
721                 }
722                 lp->lwp_slptime = 0;
723         } else {
724                 lwkt_switch();
725         }
726
727         /*
728          * Make sure we haven't switched cpus while we were asleep.  It's
729          * not supposed to happen.  Cleanup our temporary flags.
730          */
731         KKASSERT(gd == td->td_gd);
732
733         /*
734          * Cleanup the timeout.  If the timeout has already occured thandle
735          * has already been stopped, otherwise stop thandle.
736          *
737          * If the timeout is still running the callout thread must be blocked
738          * trying to get lwp_token, or this is a VM where cpu-cpu races are
739          * common, then wait for us to get scheduled.
740          */
741         if (timo) {
742                 while (td->td_flags & TDF_TIMEOUT_RUNNING) {
743                         /* else we won't get rescheduled! */
744                         if (lp->lwp_stat != LSSTOP)
745                                 lp->lwp_stat = LSSLEEP;
746                         lwkt_deschedule_self(td);
747                         td->td_wmesg = "tsrace";
748                         lwkt_switch();
749                 }
750                 if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT) {
751                         td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
752                         error = EWOULDBLOCK;
753                 } else {
754                         /*
755                          * We are on the same cpu so use the quick version
756                          * which is guaranteed not to block or race.
757                          */
758                         _callout_cancel_quick(&thandle2);
759                 }
760         }
761         td->td_flags &= ~TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
762
763         /*
764          * Make sure we have been removed from the sleepq.  In most
765          * cases this will have been done for us already but it is
766          * possible for a scheduling IPI to be in-flight from a
767          * previous tsleep/tsleep_interlock() or due to a straight-out
768          * call to lwkt_schedule() (in the case of an interrupt thread),
769          * causing a spurious wakeup.
770          */
771         _tsleep_remove(td);
772         td->td_wmesg = NULL;
773
774         /*
775          * Figure out the correct error return.  If interrupted by a
776          * signal we want to return EINTR or ERESTART.
777          */
778 resume:
779         if (lp) {
780                 if (catch && error == 0) {
781                         if (sig != 0 || (sig = CURSIG(lp))) {
782                                 if (SIGISMEMBER(p->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
783                                         error = EINTR;
784                                 else
785                                         error = ERESTART;
786                         }
787                 }
788
789                 lp->lwp_flags &= ~LWP_SINTR;
790
791                 /*
792                  * Unconditionally set us to LSRUN on resume.  lwp_stat could
793                  * be in a weird state due to the goto resume, particularly
794                  * when tsleep() is called from tstop().
795                  */
796                 lp->lwp_stat = LSRUN;
797                 lwkt_reltoken(&lp->lwp_token);
798         }
799         logtsleep1(tsleep_end);
800         crit_exit_quick(td);
801
802         return (error);
803 }
804
805 /*
806  * Interlocked spinlock sleep.  An exclusively held spinlock must
807  * be passed to ssleep().  The function will atomically release the
808  * spinlock and tsleep on the ident, then reacquire the spinlock and
809  * return.
810  *
811  * This routine is fairly important along the critical path, so optimize it
812  * heavily.
813  */
814 int
815 ssleep(const volatile void *ident, struct spinlock *spin, int flags,
816        const char *wmesg, int timo)
817 {
818         globaldata_t gd = mycpu;
819         int error;
820
821         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
822         spin_unlock_quick(gd, spin);
823         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
824         KKASSERT(gd == mycpu);
825         _spin_lock_quick(gd, spin, wmesg);
826
827         return (error);
828 }
829
830 int
831 lksleep(const volatile void *ident, struct lock *lock, int flags,
832         const char *wmesg, int timo)
833 {
834         globaldata_t gd = mycpu;
835         int error;
836
837         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
838         lockmgr(lock, LK_RELEASE);
839         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
840         lockmgr(lock, LK_EXCLUSIVE);
841
842         return (error);
843 }
844
845 /*
846  * Interlocked mutex sleep.  An exclusively held mutex must be passed
847  * to mtxsleep().  The function will atomically release the mutex
848  * and tsleep on the ident, then reacquire the mutex and return.
849  */
850 int
851 mtxsleep(const volatile void *ident, struct mtx *mtx, int flags,
852          const char *wmesg, int timo)
853 {
854         globaldata_t gd = mycpu;
855         int error;
856
857         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
858         mtx_unlock(mtx);
859         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
860         mtx_lock_ex_quick(mtx);
861
862         return (error);
863 }
864
865 /*
866  * Interlocked serializer sleep.  An exclusively held serializer must
867  * be passed to zsleep().  The function will atomically release
868  * the serializer and tsleep on the ident, then reacquire the serializer
869  * and return.
870  */
871 int
872 zsleep(const volatile void *ident, struct lwkt_serialize *slz, int flags,
873        const char *wmesg, int timo)
874 {
875         globaldata_t gd = mycpu;
876         int ret;
877
878         ASSERT_SERIALIZED(slz);
879
880         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
881         lwkt_serialize_exit(slz);
882         ret = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
883         lwkt_serialize_enter(slz);
884
885         return ret;
886 }
887
888 /*
889  * Directly block on the LWKT thread by descheduling it.  This
890  * is much faster then tsleep(), but the only legal way to wake
891  * us up is to directly schedule the thread.
892  *
893  * Setting TDF_SINTR will cause new signals to directly schedule us.
894  *
895  * This routine must be called while in a critical section.
896  */
897 int
898 lwkt_sleep(const char *wmesg, int flags)
899 {
900         thread_t td = curthread;
901         int sig;
902
903         if ((flags & PCATCH) == 0 || td->td_lwp == NULL) {
904                 td->td_flags |= TDF_BLOCKED;
905                 td->td_wmesg = wmesg;
906                 lwkt_deschedule_self(td);
907                 lwkt_switch();
908                 td->td_wmesg = NULL;
909                 td->td_flags &= ~TDF_BLOCKED;
910                 return(0);
911         }
912         if ((sig = CURSIG(td->td_lwp)) != 0) {
913                 if (SIGISMEMBER(td->td_proc->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
914                         return(EINTR);
915                 else
916                         return(ERESTART);
917
918         }
919         td->td_flags |= TDF_BLOCKED | TDF_SINTR;
920         td->td_wmesg = wmesg;
921         lwkt_deschedule_self(td);
922         lwkt_switch();
923         td->td_flags &= ~(TDF_BLOCKED | TDF_SINTR);
924         td->td_wmesg = NULL;
925         return(0);
926 }
927
928 /*
929  * Implement the timeout for tsleep.
930  *
931  * This type of callout timeout is scheduled on the same cpu the process
932  * is sleeping on.  Also, at the moment, the MP lock is held.
933  */
934 static void
935 endtsleep(void *arg)
936 {
937         thread_t td = arg;
938         struct lwp *lp;
939
940         /*
941          * We are going to have to get the lwp_token, which means we might
942          * block.  This can race a tsleep getting woken up by other means
943          * so set TDF_TIMEOUT_RUNNING to force the tsleep to wait for our
944          * processing to complete (sorry tsleep!).
945          *
946          * We can safely set td_flags because td MUST be on the same cpu
947          * as we are.
948          */
949         KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
950         crit_enter();
951         td->td_flags |= TDF_TIMEOUT_RUNNING | TDF_TIMEOUT;
952
953         /*
954          * This can block but TDF_TIMEOUT_RUNNING will prevent the thread
955          * from exiting the tsleep on us.  The flag is interlocked by virtue
956          * of lp being on the same cpu as we are.
957          */
958         if ((lp = td->td_lwp) != NULL)
959                 lwkt_gettoken(&lp->lwp_token);
960
961         KKASSERT(td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED);
962
963         if (lp) {
964                 /*
965                  * callout timer should normally never be set in tstop()
966                  * because it passes a timeout of 0.  However, there is a
967                  * case during thread exit (which SSTOP's all the threads)
968                  * for which tstop() must break out and can (properly) leave
969                  * the thread in LSSTOP.
970                  */
971                 KKASSERT(lp->lwp_stat != LSSTOP ||
972                          (lp->lwp_mpflags & LWP_MP_WEXIT));
973                 setrunnable(lp);
974                 lwkt_reltoken(&lp->lwp_token);
975         } else {
976                 _tsleep_remove(td);
977                 lwkt_schedule(td);
978         }
979         KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
980         td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT_RUNNING;
981         crit_exit();
982 }
983
984 /*
985  * Make all processes sleeping on the specified identifier runnable.
986  * count may be zero or one only.
987  *
988  * The domain encodes the sleep/wakeup domain, flags, plus the originating
989  * cpu.
990  *
991  * This call may run without the MP lock held.  We can only manipulate thread
992  * state on the cpu owning the thread.  We CANNOT manipulate process state
993  * at all.
994  *
995  * _wakeup() can be passed to an IPI so we can't use (const volatile
996  * void *ident).
997  */
998 static void
999 _wakeup(void *ident, int domain)
1000 {
1001         struct tslpque *qp;
1002         struct thread *td;
1003         struct thread *ntd;
1004         globaldata_t gd;
1005         cpumask_t mask;
1006         uint32_t cid;
1007         uint32_t gid;
1008         int wids = 0;
1009
1010         crit_enter();
1011         logtsleep2(wakeup_beg, ident);
1012         gd = mycpu;
1013         cid = LOOKUP(ident);
1014         gid = TCHASHSHIFT(cid);
1015         qp = &gd->gd_tsleep_hash[gid];
1016 restart:
1017         for (td = TAILQ_FIRST(&qp->queue); td != NULL; td = ntd) {
1018                 ntd = TAILQ_NEXT(td, td_sleepq);
1019                 if (td->td_wchan == ident &&
1020                     td->td_wdomain == (domain & PDOMAIN_MASK)
1021                 ) {
1022                         KKASSERT(td->td_gd == gd);
1023                         _tsleep_remove(td);
1024                         td->td_wakefromcpu = PWAKEUP_DECODE(domain);
1025                         if (td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED) {
1026                                 lwkt_schedule(td);
1027                                 if (domain & PWAKEUP_ONE)
1028                                         goto done;
1029                         }
1030                         goto restart;
1031                 }
1032                 if (td->td_wchan == qp->ident0)
1033                         wids |= 1;
1034                 else if (td->td_wchan == qp->ident1)
1035                         wids |= 2;
1036                 else if (td->td_wchan == qp->ident2)
1037                         wids |= 4;
1038                 else if (td->td_wchan == qp->ident3)
1039                         wids |= 8;
1040                 else
1041                         wids |= 16;     /* force ident0 to be retained (-1) */
1042         }
1043
1044         /*
1045          * Because a bunch of cpumask array entries cover the same queue, it
1046          * is possible for our bit to remain set in some of them and cause
1047          * spurious wakeup IPIs later on.  Make sure that the bit is cleared
1048          * when a spurious IPI occurs to prevent further spurious IPIs.
1049          */
1050         if (TAILQ_FIRST(&qp->queue) == NULL) {
1051                 ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(slpque_cpumasks[cid], gd->gd_cpuid);
1052                 qp->ident0 = NULL;
1053                 qp->ident1 = NULL;
1054                 qp->ident2 = NULL;
1055                 qp->ident3 = NULL;
1056         } else {
1057                 if ((wids & 1) == 0) {
1058                         if ((wids & 16) == 0) {
1059                                 qp->ident0 = NULL;
1060                         } else {
1061                                 KKASSERT(qp->ident0 == (void *)(intptr_t)-1);
1062                         }
1063                 }
1064                 if ((wids & 2) == 0)
1065                         qp->ident1 = NULL;
1066                 if ((wids & 4) == 0)
1067                         qp->ident2 = NULL;
1068                 if ((wids & 8) == 0)
1069                         qp->ident3 = NULL;
1070         }
1071
1072         /*
1073          * We finished checking the current cpu but there still may be
1074          * more work to do.  Either wakeup_one was requested and no matching
1075          * thread was found, or a normal wakeup was requested and we have
1076          * to continue checking cpus.
1077          *
1078          * It should be noted that this scheme is actually less expensive then
1079          * the old scheme when waking up multiple threads, since we send
1080          * only one IPI message per target candidate which may then schedule
1081          * multiple threads.  Before we could have wound up sending an IPI
1082          * message for each thread on the target cpu (!= current cpu) that
1083          * needed to be woken up.
1084          *
1085          * NOTE: Wakeups occuring on remote cpus are asynchronous.  This
1086          *       should be ok since we are passing idents in the IPI rather
1087          *       then thread pointers.
1088          *
1089          * NOTE: We MUST mfence (or use an atomic op) prior to reading
1090          *       the cpumask, as another cpu may have written to it in
1091          *       a fashion interlocked with whatever the caller did before
1092          *       calling wakeup().  Otherwise we might miss the interaction
1093          *       (kern_mutex.c can cause this problem).
1094          *
1095          *       lfence is insufficient as it may allow a written state to
1096          *       reorder around the cpumask load.
1097          */
1098         if ((domain & PWAKEUP_MYCPU) == 0) {
1099                 globaldata_t tgd;
1100                 const volatile void *id0;
1101                 int n;
1102
1103                 cpu_mfence();
1104                 /* cpu_lfence(); */
1105                 mask = slpque_cpumasks[cid];
1106                 CPUMASK_ANDMASK(mask, gd->gd_other_cpus);
1107                 while (CPUMASK_TESTNZERO(mask)) {
1108                         n = BSRCPUMASK(mask);
1109                         CPUMASK_NANDBIT(mask, n);
1110                         tgd = globaldata_find(n);
1111
1112                         /*
1113                          * Both ident0 compares must from a single load
1114                          * to avoid ident0 update races crossing the two
1115                          * compares.
1116                          */
1117                         qp = &tgd->gd_tsleep_hash[gid];
1118                         id0 = qp->ident0;
1119                         cpu_ccfence();
1120                         if (id0 == (void *)(intptr_t)-1) {
1121                                 lwkt_send_ipiq2(tgd, _wakeup, ident,
1122                                                 domain | PWAKEUP_MYCPU);
1123                                 ++tgd->gd_cnt.v_wakeup_colls;
1124                         } else if (id0 == ident ||
1125                                    qp->ident1 == ident ||
1126                                    qp->ident2 == ident ||
1127                                    qp->ident3 == ident) {
1128                                 lwkt_send_ipiq2(tgd, _wakeup, ident,
1129                                                 domain | PWAKEUP_MYCPU);
1130                         }
1131                 }
1132 #if 0
1133                 if (CPUMASK_TESTNZERO(mask)) {
1134                         lwkt_send_ipiq2_mask(mask, _wakeup, ident,
1135                                              domain | PWAKEUP_MYCPU);
1136                 }
1137 #endif
1138         }
1139 done:
1140         logtsleep1(wakeup_end);
1141         crit_exit();
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Wakeup all threads tsleep()ing on the specified ident, on all cpus
1146  */
1147 void
1148 wakeup(const volatile void *ident)
1149 {
1150     globaldata_t gd = mycpu;
1151     thread_t td = gd->gd_curthread;
1152
1153     if (td && (td->td_flags & TDF_DELAYED_WAKEUP)) {
1154         /*
1155          * If we are in a delayed wakeup section, record up to two wakeups in
1156          * a per-CPU queue and issue them when we block or exit the delayed
1157          * wakeup section.
1158          */
1159         if (atomic_cmpset_ptr(&gd->gd_delayed_wakeup[0], NULL, ident))
1160                 return;
1161         if (atomic_cmpset_ptr(&gd->gd_delayed_wakeup[1], NULL, ident))
1162                 return;
1163
1164         ident = atomic_swap_ptr(__DEQUALIFY(volatile void **, &gd->gd_delayed_wakeup[1]),
1165                                 __DEALL(ident));
1166         ident = atomic_swap_ptr(__DEQUALIFY(volatile void **, &gd->gd_delayed_wakeup[0]),
1167                                 __DEALL(ident));
1168     }
1169
1170     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, gd->gd_cpuid));
1171 }
1172
1173 /*
1174  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident, on any cpu.
1175  */
1176 void
1177 wakeup_one(const volatile void *ident)
1178 {
1179     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1180     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) |
1181                             PWAKEUP_ONE);
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Wakeup threads tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
1186  * only.
1187  */
1188 void
1189 wakeup_mycpu(const volatile void *ident)
1190 {
1191     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) |
1192                             PWAKEUP_MYCPU);
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
1197  * only.
1198  */
1199 void
1200 wakeup_mycpu_one(const volatile void *ident)
1201 {
1202     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1203     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) |
1204                             PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Wakeup all thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
1209  * only.
1210  */
1211 void
1212 wakeup_oncpu(globaldata_t gd, const volatile void *ident)
1213 {
1214     globaldata_t mygd = mycpu;
1215     if (gd == mycpu) {
1216         _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mygd->gd_cpuid) |
1217                                 PWAKEUP_MYCPU);
1218     } else {
1219         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, __DEALL(ident),
1220                         PWAKEUP_ENCODE(0, mygd->gd_cpuid) |
1221                         PWAKEUP_MYCPU);
1222     }
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
1227  * only.
1228  */
1229 void
1230 wakeup_oncpu_one(globaldata_t gd, const volatile void *ident)
1231 {
1232     globaldata_t mygd = mycpu;
1233     if (gd == mygd) {
1234         _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mygd->gd_cpuid) |
1235                                 PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1236     } else {
1237         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, __DEALL(ident),
1238                         PWAKEUP_ENCODE(0, mygd->gd_cpuid) |
1239                         PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1240     }
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Wakeup all threads waiting on the specified ident that slept using
1245  * the specified domain, on all cpus.
1246  */
1247 void
1248 wakeup_domain(const volatile void *ident, int domain)
1249 {
1250     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid));
1251 }
1252
1253 /*
1254  * Wakeup one thread waiting on the specified ident that slept using
1255  * the specified  domain, on any cpu.
1256  */
1257 void
1258 wakeup_domain_one(const volatile void *ident, int domain)
1259 {
1260     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1261     _wakeup(__DEALL(ident),
1262             PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
1263 }
1264
1265 void
1266 wakeup_start_delayed(void)
1267 {
1268     globaldata_t gd = mycpu;
1269
1270     crit_enter();
1271     gd->gd_curthread->td_flags |= TDF_DELAYED_WAKEUP;
1272     crit_exit();
1273 }
1274
1275 void
1276 wakeup_end_delayed(void)
1277 {
1278     globaldata_t gd = mycpu;
1279
1280     if (gd->gd_curthread->td_flags & TDF_DELAYED_WAKEUP) {
1281         crit_enter();
1282         gd->gd_curthread->td_flags &= ~TDF_DELAYED_WAKEUP;
1283         if (gd->gd_delayed_wakeup[0] || gd->gd_delayed_wakeup[1]) {
1284             if (gd->gd_delayed_wakeup[0]) {
1285                     wakeup(gd->gd_delayed_wakeup[0]);
1286                     gd->gd_delayed_wakeup[0] = NULL;
1287             }
1288             if (gd->gd_delayed_wakeup[1]) {
1289                     wakeup(gd->gd_delayed_wakeup[1]);
1290                     gd->gd_delayed_wakeup[1] = NULL;
1291             }
1292         }
1293         crit_exit();
1294     }
1295 }
1296
1297 /*
1298  * setrunnable()
1299  *
1300  * Make a process runnable.  lp->lwp_token must be held on call and this
1301  * function must be called from the cpu owning lp.
1302  *
1303  * This only has an effect if we are in LSSTOP or LSSLEEP.
1304  */
1305 void
1306 setrunnable(struct lwp *lp)
1307 {
1308         thread_t td = lp->lwp_thread;
1309
1310         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&lp->lwp_token);
1311         KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
1312         crit_enter();
1313         if (lp->lwp_stat == LSSTOP)
1314                 lp->lwp_stat = LSSLEEP;
1315         if (lp->lwp_stat == LSSLEEP) {
1316                 _tsleep_remove(td);
1317                 lwkt_schedule(td);
1318         } else if (td->td_flags & TDF_SINTR) {
1319                 lwkt_schedule(td);
1320         }
1321         crit_exit();
1322 }
1323
1324 /*
1325  * The process is stopped due to some condition, usually because p_stat is
1326  * set to SSTOP, but also possibly due to being traced.
1327  *
1328  * Caller must hold p->p_token
1329  *
1330  * NOTE!  If the caller sets SSTOP, the caller must also clear P_WAITED
1331  * because the parent may check the child's status before the child actually
1332  * gets to this routine.
1333  *
1334  * This routine is called with the current lwp only, typically just
1335  * before returning to userland if the process state is detected as
1336  * possibly being in a stopped state.
1337  */
1338 void
1339 tstop(void)
1340 {
1341         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
1342         struct proc *p = lp->lwp_proc;
1343         struct proc *q;
1344
1345         lwkt_gettoken(&lp->lwp_token);
1346         crit_enter();
1347
1348         /*
1349          * If LWP_MP_WSTOP is set, we were sleeping
1350          * while our process was stopped.  At this point
1351          * we were already counted as stopped.
1352          */
1353         if ((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_WSTOP) == 0) {
1354                 /*
1355                  * If we're the last thread to stop, signal
1356                  * our parent.
1357                  */
1358                 p->p_nstopped++;
1359                 atomic_set_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_WSTOP);
1360                 wakeup(&p->p_nstopped);
1361                 if (p->p_nstopped == p->p_nthreads) {
1362                         /*
1363                          * Token required to interlock kern_wait()
1364                          */
1365                         q = p->p_pptr;
1366                         PHOLD(q);
1367                         lwkt_gettoken(&q->p_token);
1368                         p->p_flags &= ~P_WAITED;
1369                         wakeup(p->p_pptr);
1370                         if ((q->p_sigacts->ps_flag & PS_NOCLDSTOP) == 0)
1371                                 ksignal(q, SIGCHLD);
1372                         lwkt_reltoken(&q->p_token);
1373                         PRELE(q);
1374                 }
1375         }
1376
1377         /*
1378          * Wait here while in a stopped state, interlocked with lwp_token.
1379          * We must break-out if the whole process is trying to exit.
1380          */
1381         while (STOPLWP(p, lp)) {
1382                 lp->lwp_stat = LSSTOP;
1383                 tsleep(p, 0, "stop", 0);
1384         }
1385         p->p_nstopped--;
1386         atomic_clear_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_WSTOP);
1387         crit_exit();
1388         lwkt_reltoken(&lp->lwp_token);
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Compute a tenex style load average of a quantity on
1393  * 1, 5 and 15 minute intervals.  This is a pcpu callout.
1394  *
1395  * We segment the lwp scan on a pcpu basis.  This does NOT
1396  * mean the associated lwps are on this cpu, it is done
1397  * just to break the work up.
1398  *
1399  * The callout on cpu0 rolls up the stats from the other
1400  * cpus.
1401  */
1402 static int loadav_count_runnable(struct lwp *p, void *data);
1403
1404 static void
1405 loadav(void *arg)
1406 {
1407         globaldata_t gd = mycpu;
1408         struct loadavg *avg;
1409         int i, nrun;
1410
1411         nrun = 0;
1412         alllwp_scan(loadav_count_runnable, &nrun, 1);
1413         gd->gd_loadav_nrunnable = nrun;
1414         if (gd->gd_cpuid == 0) {
1415                 avg = &averunnable;
1416                 nrun = 0;
1417                 for (i = 0; i < ncpus; ++i)
1418                         nrun += globaldata_find(i)->gd_loadav_nrunnable;
1419                 for (i = 0; i < 3; i++) {
1420                         avg->ldavg[i] = (cexp[i] * avg->ldavg[i] +
1421                             (long)nrun * FSCALE * (FSCALE - cexp[i])) >> FSHIFT;
1422                 }
1423         }
1424
1425         /*
1426          * Schedule the next update to occur after 5 seconds, but add a
1427          * random variation to avoid synchronisation with processes that
1428          * run at regular intervals.
1429          */
1430         callout_reset(&gd->gd_loadav_callout,
1431                       hz * 4 + (int)(krandom() % (hz * 2 + 1)),
1432                       loadav, NULL);
1433 }
1434
1435 static int
1436 loadav_count_runnable(struct lwp *lp, void *data)
1437 {
1438         int *nrunp = data;
1439         thread_t td;
1440
1441         switch (lp->lwp_stat) {
1442         case LSRUN:
1443                 if ((td = lp->lwp_thread) == NULL)
1444                         break;
1445                 if (td->td_flags & TDF_BLOCKED)
1446                         break;
1447                 ++*nrunp;
1448                 break;
1449         default:
1450                 break;
1451         }
1452         lwkt_yield();
1453         return(0);
1454 }
1455
1456 /*
1457  * Regular data collection
1458  */
1459 static uint64_t
1460 collect_load_callback(int n)
1461 {
1462         int fscale = averunnable.fscale;
1463
1464         return ((averunnable.ldavg[0] * 100 + (fscale >> 1)) / fscale);
1465 }
1466
1467 static void
1468 sched_setup(void *dummy __unused)
1469 {
1470         globaldata_t save_gd = mycpu;
1471         globaldata_t gd;
1472         int n;
1473
1474         kcollect_register(KCOLLECT_LOAD, "load", collect_load_callback,
1475                           KCOLLECT_SCALE(KCOLLECT_LOAD_FORMAT, 0));
1476
1477         /*
1478          * Kick off timeout driven events by calling first time.  We
1479          * split the work across available cpus to help scale it,
1480          * it can eat a lot of cpu when there are a lot of processes
1481          * on the system.
1482          */
1483         for (n = 0; n < ncpus; ++n) {
1484                 gd = globaldata_find(n);
1485                 lwkt_setcpu_self(gd);
1486                 callout_init_mp(&gd->gd_loadav_callout);
1487                 callout_init_mp(&gd->gd_schedcpu_callout);
1488                 schedcpu(NULL);
1489                 loadav(NULL);
1490         }
1491         lwkt_setcpu_self(save_gd);
1492 }
1493
1494 /*
1495  * Extremely early initialization, dummy-up the tables so we don't have
1496  * to conditionalize for NULL in _wakeup() and tsleep_interlock().  Even
1497  * though the system isn't blocking this early, these functions still
1498  * try to access the hash table.
1499  *
1500  * This setup will be overridden once sched_dyninit() -> sleep_gdinit()
1501  * is called.
1502  */
1503 void
1504 sleep_early_gdinit(globaldata_t gd)
1505 {
1506         static struct tslpque   dummy_slpque;
1507         static cpumask_t dummy_cpumasks;
1508
1509         slpque_tablesize = 1;
1510         gd->gd_tsleep_hash = &dummy_slpque;
1511         slpque_cpumasks = &dummy_cpumasks;
1512         TAILQ_INIT(&dummy_slpque.queue);
1513 }
1514
1515 /*
1516  * PCPU initialization.  Called after KMALLOC is operational, by
1517  * sched_dyninit() for cpu 0, and by mi_gdinit() for other cpus later.
1518  *
1519  * WARNING! The pcpu hash table is smaller than the global cpumask
1520  *          hash table, which can save us a lot of memory when maxproc
1521  *          is set high.
1522  */
1523 void
1524 sleep_gdinit(globaldata_t gd)
1525 {
1526         struct thread *td;
1527         size_t hash_size;
1528         uint32_t n;
1529         uint32_t i;
1530
1531         /*
1532          * This shouldn't happen, that is there shouldn't be any threads
1533          * waiting on the dummy tsleep queue this early in the boot.
1534          */
1535         if (gd->gd_cpuid == 0) {
1536                 struct tslpque *qp = &gd->gd_tsleep_hash[0];
1537                 TAILQ_FOREACH(td, &qp->queue, td_sleepq) {
1538                         kprintf("SLEEP_GDINIT SWITCH %s\n", td->td_comm);
1539                 }
1540         }
1541
1542         /*
1543          * Note that we have to allocate one extra slot because we are
1544          * shifting a modulo value.  TCHASHSHIFT(slpque_tablesize - 1) can
1545          * return the same value as TCHASHSHIFT(slpque_tablesize).
1546          */
1547         n = TCHASHSHIFT(slpque_tablesize) + 1;
1548
1549         hash_size = sizeof(struct tslpque) * n;
1550         gd->gd_tsleep_hash = (void *)kmem_alloc3(kernel_map, hash_size,
1551                                                  VM_SUBSYS_GD,
1552                                                  KM_CPU(gd->gd_cpuid));
1553         memset(gd->gd_tsleep_hash, 0, hash_size);
1554         for (i = 0; i < n; ++i)
1555                 TAILQ_INIT(&gd->gd_tsleep_hash[i].queue);
1556 }
1557
1558 /*
1559  * Dynamic initialization after the memory system is operational.
1560  */
1561 static void
1562 sched_dyninit(void *dummy __unused)
1563 {
1564         int tblsize;
1565         int tblsize2;
1566         int n;
1567
1568         /*
1569          * Calculate table size for slpque hash.  We want a prime number
1570          * large enough to avoid overloading slpque_cpumasks when the
1571          * system has a large number of sleeping processes, which will
1572          * spam IPIs on wakeup().
1573          *
1574          * While it is true this is really a per-lwp factor, generally
1575          * speaking the maxproc limit is a good metric to go by.
1576          */
1577         for (tblsize = maxproc | 1; ; tblsize += 2) {
1578                 if (tblsize % 3 == 0)
1579                         continue;
1580                 if (tblsize % 5 == 0)
1581                         continue;
1582                 tblsize2 = (tblsize / 2) | 1;
1583                 for (n = 7; n < tblsize2; n += 2) {
1584                         if (tblsize % n == 0)
1585                                 break;
1586                 }
1587                 if (n == tblsize2)
1588                         break;
1589         }
1590
1591         /*
1592          * PIDs are currently limited to 6 digits.  Cap the table size
1593          * at double this.
1594          */
1595         if (tblsize > 2000003)
1596                 tblsize = 2000003;
1597
1598         slpque_tablesize = tblsize;
1599         slpque_cpumasks = kmalloc(sizeof(*slpque_cpumasks) * slpque_tablesize,
1600                                   M_TSLEEP, M_WAITOK | M_ZERO);
1601         sleep_gdinit(mycpu);
1602 }