Merge branch 'vendor/OPENSSH'
[dragonfly.git] / sys / kern / kern_synch.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1990, 1991, 1993
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
19  *    must display the following acknowledgement:
20  *      This product includes software developed by the University of
21  *      California, Berkeley and its contributors.
22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
24  *    without specific prior written permission.
25  *
26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
36  * SUCH DAMAGE.
37  *
38  *      @(#)kern_synch.c        8.9 (Berkeley) 5/19/95
39  * $FreeBSD: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.87.2.6 2002/10/13 07:29:53 kbyanc Exp $
40  * $DragonFly: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.91 2008/09/09 04:06:13 dillon Exp $
41  */
42
43 #include "opt_ktrace.h"
44
45 #include <sys/param.h>
46 #include <sys/systm.h>
47 #include <sys/proc.h>
48 #include <sys/kernel.h>
49 #include <sys/signalvar.h>
50 #include <sys/resourcevar.h>
51 #include <sys/vmmeter.h>
52 #include <sys/sysctl.h>
53 #include <sys/lock.h>
54 #include <sys/uio.h>
55 #ifdef KTRACE
56 #include <sys/ktrace.h>
57 #endif
58 #include <sys/xwait.h>
59 #include <sys/ktr.h>
60 #include <sys/serialize.h>
61
62 #include <sys/signal2.h>
63 #include <sys/thread2.h>
64 #include <sys/spinlock2.h>
65 #include <sys/mutex2.h>
66
67 #include <machine/cpu.h>
68 #include <machine/smp.h>
69
70 TAILQ_HEAD(tslpque, thread);
71
72 static void sched_setup (void *dummy);
73 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_KICK_SCHEDULER, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL)
74
75 int     hogticks;
76 int     lbolt;
77 int     lbolt_syncer;
78 int     sched_quantum;          /* Roundrobin scheduling quantum in ticks. */
79 int     ncpus;
80 int     ncpus2, ncpus2_shift, ncpus2_mask;      /* note: mask not cpumask_t */
81 int     ncpus_fit, ncpus_fit_mask;              /* note: mask not cpumask_t */
82 int     safepri;
83 int     tsleep_now_works;
84 int     tsleep_crypto_dump = 0;
85
86 static struct callout loadav_callout;
87 static struct callout schedcpu_callout;
88 MALLOC_DEFINE(M_TSLEEP, "tslpque", "tsleep queues");
89
90 #define __DEALL(ident)  __DEQUALIFY(void *, ident)
91
92 #if !defined(KTR_TSLEEP)
93 #define KTR_TSLEEP      KTR_ALL
94 #endif
95 KTR_INFO_MASTER(tsleep);
96 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_beg, 0, "tsleep enter %p", sizeof(void *));
97 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_end, 1, "tsleep exit", 0);
98 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_beg, 2, "wakeup enter %p", sizeof(void *));
99 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_end, 3, "wakeup exit", 0);
100 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, ilockfail,  4, "interlock failed %p", sizeof(void *));
101
102 #define logtsleep1(name)        KTR_LOG(tsleep_ ## name)
103 #define logtsleep2(name, val)   KTR_LOG(tsleep_ ## name, val)
104
105 struct loadavg averunnable =
106         { {0, 0, 0}, FSCALE };  /* load average, of runnable procs */
107 /*
108  * Constants for averages over 1, 5, and 15 minutes
109  * when sampling at 5 second intervals.
110  */
111 static fixpt_t cexp[3] = {
112         0.9200444146293232 * FSCALE,    /* exp(-1/12) */
113         0.9834714538216174 * FSCALE,    /* exp(-1/60) */
114         0.9944598480048967 * FSCALE,    /* exp(-1/180) */
115 };
116
117 static void     endtsleep (void *);
118 static void     loadav (void *arg);
119 static void     schedcpu (void *arg);
120 #ifdef SMP
121 static void     tsleep_wakeup_remote(struct thread *td);
122 #endif
123
124 /*
125  * Adjust the scheduler quantum.  The quantum is specified in microseconds.
126  * Note that 'tick' is in microseconds per tick.
127  */
128 static int
129 sysctl_kern_quantum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
130 {
131         int error, new_val;
132
133         new_val = sched_quantum * ustick;
134         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
135         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
136                 return (error);
137         if (new_val < ustick)
138                 return (EINVAL);
139         sched_quantum = new_val / ustick;
140         hogticks = 2 * sched_quantum;
141         return (0);
142 }
143
144 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, quantum, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
145         0, sizeof sched_quantum, sysctl_kern_quantum, "I", "");
146
147 /*
148  * If `ccpu' is not equal to `exp(-1/20)' and you still want to use the
149  * faster/more-accurate formula, you'll have to estimate CCPU_SHIFT below
150  * and possibly adjust FSHIFT in "param.h" so that (FSHIFT >= CCPU_SHIFT).
151  *
152  * To estimate CCPU_SHIFT for exp(-1/20), the following formula was used:
153  *     1 - exp(-1/20) ~= 0.0487 ~= 0.0488 == 1 (fixed pt, *11* bits).
154  *
155  * If you don't want to bother with the faster/more-accurate formula, you
156  * can set CCPU_SHIFT to (FSHIFT + 1) which will use a slower/less-accurate
157  * (more general) method of calculating the %age of CPU used by a process.
158  *
159  * decay 95% of `lwp_pctcpu' in 60 seconds; see CCPU_SHIFT before changing
160  */
161 #define CCPU_SHIFT      11
162
163 static fixpt_t ccpu = 0.95122942450071400909 * FSCALE; /* exp(-1/20) */
164 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");
165
166 /*
167  * kernel uses `FSCALE', userland (SHOULD) use kern.fscale 
168  */
169 int     fscale __unused = FSCALE;       /* exported to systat */
170 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, fscale, CTLFLAG_RD, 0, FSCALE, "");
171
172 /*
173  * Recompute process priorities, once a second.
174  *
175  * Since the userland schedulers are typically event oriented, if the
176  * estcpu calculation at wakeup() time is not sufficient to make a
177  * process runnable relative to other processes in the system we have
178  * a 1-second recalc to help out.
179  *
180  * This code also allows us to store sysclock_t data in the process structure
181  * without fear of an overrun, since sysclock_t are guarenteed to hold 
182  * several seconds worth of count.
183  *
184  * WARNING!  callouts can preempt normal threads.  However, they will not
185  * preempt a thread holding a spinlock so we *can* safely use spinlocks.
186  */
187 static int schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused);
188 static int schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused);
189
190 static void
191 schedcpu(void *arg)
192 {
193         allproc_scan(schedcpu_stats, NULL);
194         allproc_scan(schedcpu_resource, NULL);
195         wakeup((caddr_t)&lbolt);
196         wakeup((caddr_t)&lbolt_syncer);
197         callout_reset(&schedcpu_callout, hz, schedcpu, NULL);
198 }
199
200 /*
201  * General process statistics once a second
202  */
203 static int
204 schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused)
205 {
206         struct lwp *lp;
207
208         /*
209          * Threads may not be completely set up if process in SIDL state.
210          */
211         if (p->p_stat == SIDL)
212                 return(0);
213
214         PHOLD(p);
215         lwkt_gettoken(&p->p_token);
216
217         p->p_swtime++;
218         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
219                 if (lp->lwp_stat == LSSLEEP)
220                         lp->lwp_slptime++;
221
222                 /*
223                  * Only recalculate processes that are active or have slept
224                  * less then 2 seconds.  The schedulers understand this.
225                  */
226                 if (lp->lwp_slptime <= 1) {
227                         p->p_usched->recalculate(lp);
228                 } else {
229                         lp->lwp_pctcpu = (lp->lwp_pctcpu * ccpu) >> FSHIFT;
230                 }
231         }
232         lwkt_reltoken(&p->p_token);
233         PRELE(p);
234         return(0);
235 }
236
237 /*
238  * Resource checks.  XXX break out since ksignal/killproc can block,
239  * limiting us to one process killed per second.  There is probably
240  * a better way.
241  */
242 static int
243 schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused)
244 {
245         u_int64_t ttime;
246         struct lwp *lp;
247
248         if (p->p_stat == SIDL)
249                 return(0);
250
251         PHOLD(p);
252         lwkt_gettoken(&p->p_token);
253
254         if (p->p_stat == SZOMB || p->p_limit == NULL) {
255                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
256                 PRELE(p);
257                 return(0);
258         }
259
260         ttime = 0;
261         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
262                 /*
263                  * We may have caught an lp in the middle of being
264                  * created, lwp_thread can be NULL.
265                  */
266                 if (lp->lwp_thread) {
267                         ttime += lp->lwp_thread->td_sticks;
268                         ttime += lp->lwp_thread->td_uticks;
269                 }
270         }
271
272         switch(plimit_testcpulimit(p->p_limit, ttime)) {
273         case PLIMIT_TESTCPU_KILL:
274                 killproc(p, "exceeded maximum CPU limit");
275                 break;
276         case PLIMIT_TESTCPU_XCPU:
277                 if ((p->p_flag & P_XCPU) == 0) {
278                         p->p_flag |= P_XCPU;
279                         ksignal(p, SIGXCPU);
280                 }
281                 break;
282         default:
283                 break;
284         }
285         lwkt_reltoken(&p->p_token);
286         PRELE(p);
287         return(0);
288 }
289
290 /*
291  * This is only used by ps.  Generate a cpu percentage use over
292  * a period of one second.
293  *
294  * MPSAFE
295  */
296 void
297 updatepcpu(struct lwp *lp, int cpticks, int ttlticks)
298 {
299         fixpt_t acc;
300         int remticks;
301
302         acc = (cpticks << FSHIFT) / ttlticks;
303         if (ttlticks >= ESTCPUFREQ) {
304                 lp->lwp_pctcpu = acc;
305         } else {
306                 remticks = ESTCPUFREQ - ttlticks;
307                 lp->lwp_pctcpu = (acc * ttlticks + lp->lwp_pctcpu * remticks) /
308                                 ESTCPUFREQ;
309         }
310 }
311
312 /*
313  * tsleep/wakeup hash table parameters.  Try to find the sweet spot for
314  * like addresses being slept on.
315  */
316 #define TABLESIZE       1024
317 #define LOOKUP(x)       (((intptr_t)(x) >> 6) & (TABLESIZE - 1))
318
319 static cpumask_t slpque_cpumasks[TABLESIZE];
320
321 /*
322  * General scheduler initialization.  We force a reschedule 25 times
323  * a second by default.  Note that cpu0 is initialized in early boot and
324  * cannot make any high level calls.
325  *
326  * Each cpu has its own sleep queue.
327  */
328 void
329 sleep_gdinit(globaldata_t gd)
330 {
331         static struct tslpque slpque_cpu0[TABLESIZE];
332         int i;
333
334         if (gd->gd_cpuid == 0) {
335                 sched_quantum = (hz + 24) / 25;
336                 hogticks = 2 * sched_quantum;
337
338                 gd->gd_tsleep_hash = slpque_cpu0;
339         } else {
340                 gd->gd_tsleep_hash = kmalloc(sizeof(slpque_cpu0), 
341                                             M_TSLEEP, M_WAITOK | M_ZERO);
342         }
343         for (i = 0; i < TABLESIZE; ++i)
344                 TAILQ_INIT(&gd->gd_tsleep_hash[i]);
345 }
346
347 /*
348  * This is a dandy function that allows us to interlock tsleep/wakeup
349  * operations with unspecified upper level locks, such as lockmgr locks,
350  * simply by holding a critical section.  The sequence is:
351  *
352  *      (acquire upper level lock)
353  *      tsleep_interlock(blah)
354  *      (release upper level lock)
355  *      tsleep(blah, ...)
356  *
357  * Basically this functions queues us on the tsleep queue without actually
358  * descheduling us.  When tsleep() is later called with PINTERLOCK it
359  * assumes the thread was already queued, otherwise it queues it there.
360  *
361  * Thus it is possible to receive the wakeup prior to going to sleep and
362  * the race conditions are covered.
363  */
364 static __inline void
365 _tsleep_interlock(globaldata_t gd, const volatile void *ident, int flags)
366 {
367         thread_t td = gd->gd_curthread;
368         int id;
369
370         crit_enter_quick(td);
371         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
372                 id = LOOKUP(td->td_wchan);
373                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_sleepq);
374                 if (TAILQ_FIRST(&gd->gd_tsleep_hash[id]) == NULL)
375                         atomic_clear_cpumask(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
376         } else {
377                 td->td_flags |= TDF_TSLEEPQ;
378         }
379         id = LOOKUP(ident);
380         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_sleepq);
381         atomic_set_cpumask(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
382         td->td_wchan = ident;
383         td->td_wdomain = flags & PDOMAIN_MASK;
384         crit_exit_quick(td);
385 }
386
387 void
388 tsleep_interlock(const volatile void *ident, int flags)
389 {
390         _tsleep_interlock(mycpu, ident, flags);
391 }
392
393 /*
394  * Remove thread from sleepq.  Must be called with a critical section held.
395  */
396 static __inline void
397 _tsleep_remove(thread_t td)
398 {
399         globaldata_t gd = mycpu;
400         int id;
401
402         KKASSERT(td->td_gd == gd);
403         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
404                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEPQ;
405                 id = LOOKUP(td->td_wchan);
406                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_sleepq);
407                 if (TAILQ_FIRST(&gd->gd_tsleep_hash[id]) == NULL)
408                         atomic_clear_cpumask(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
409                 td->td_wchan = NULL;
410                 td->td_wdomain = 0;
411         }
412 }
413
414 void
415 tsleep_remove(thread_t td)
416 {
417         _tsleep_remove(td);
418 }
419
420 /*
421  * This function removes a thread from the tsleep queue and schedules
422  * it.  This function may act asynchronously.  The target thread may be
423  * sleeping on a different cpu.
424  *
425  * This function mus be called while in a critical section but if the
426  * target thread is sleeping on a different cpu we cannot safely probe
427  * td_flags.
428  *
429  * This function is only called from a different cpu via setrunnable()
430  * when the thread is in a known sleep.  However, multiple wakeups are
431  * possible and we must hold the td to prevent a race against the thread
432  * exiting.
433  */
434 static __inline
435 void
436 _tsleep_wakeup(struct thread *td)
437 {
438 #ifdef SMP
439         globaldata_t gd = mycpu;
440
441         if (td->td_gd != gd) {
442                 lwkt_hold(td);
443                 lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)tsleep_wakeup_remote, td);
444                 return;
445         }
446 #endif
447         _tsleep_remove(td);
448         if (td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED) {
449                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
450                 lwkt_schedule(td);
451         }
452 }
453
454 #ifdef SMP
455 static
456 void
457 tsleep_wakeup_remote(struct thread *td)
458 {
459         _tsleep_wakeup(td);
460         lwkt_rele(td);
461 }
462 #endif
463
464
465 /*
466  * General sleep call.  Suspends the current process until a wakeup is
467  * performed on the specified identifier.  The process will then be made
468  * runnable with the specified priority.  Sleeps at most timo/hz seconds
469  * (0 means no timeout).  If flags includes PCATCH flag, signals are checked
470  * before and after sleeping, else signals are not checked.  Returns 0 if
471  * awakened, EWOULDBLOCK if the timeout expires.  If PCATCH is set and a
472  * signal needs to be delivered, ERESTART is returned if the current system
473  * call should be restarted if possible, and EINTR is returned if the system
474  * call should be interrupted by the signal (return EINTR).
475  *
476  * Note that if we are a process, we release_curproc() before messing with
477  * the LWKT scheduler.
478  *
479  * During autoconfiguration or after a panic, a sleep will simply
480  * lower the priority briefly to allow interrupts, then return.
481  */
482 int
483 tsleep(const volatile void *ident, int flags, const char *wmesg, int timo)
484 {
485         struct thread *td = curthread;
486         struct lwp *lp = td->td_lwp;
487         struct proc *p = td->td_proc;           /* may be NULL */
488         globaldata_t gd;
489         int sig;
490         int catch;
491         int id;
492         int error;
493         int oldpri;
494         struct callout thandle;
495
496         /*
497          * NOTE: removed KTRPOINT, it could cause races due to blocking
498          * even in stable.  Just scrap it for now.
499          */
500         if (!tsleep_crypto_dump && (tsleep_now_works == 0 || panicstr)) {
501                 /*
502                  * After a panic, or before we actually have an operational
503                  * softclock, just give interrupts a chance, then just return;
504                  *
505                  * don't run any other procs or panic below,
506                  * in case this is the idle process and already asleep.
507                  */
508                 splz();
509                 oldpri = td->td_pri;
510                 lwkt_setpri_self(safepri);
511                 lwkt_switch();
512                 lwkt_setpri_self(oldpri);
513                 return (0);
514         }
515         logtsleep2(tsleep_beg, ident);
516         gd = td->td_gd;
517         KKASSERT(td != &gd->gd_idlethread);     /* you must be kidding! */
518
519         /*
520          * NOTE: all of this occurs on the current cpu, including any
521          * callout-based wakeups, so a critical section is a sufficient
522          * interlock.
523          *
524          * The entire sequence through to where we actually sleep must
525          * run without breaking the critical section.
526          */
527         catch = flags & PCATCH;
528         error = 0;
529         sig = 0;
530
531         crit_enter_quick(td);
532
533         KASSERT(ident != NULL, ("tsleep: no ident"));
534         KASSERT(lp == NULL ||
535                 lp->lwp_stat == LSRUN ||        /* Obvious */
536                 lp->lwp_stat == LSSTOP,         /* Set in tstop */
537                 ("tsleep %p %s %d",
538                         ident, wmesg, lp->lwp_stat));
539
540         /*
541          * We interlock the sleep queue if the caller has not already done
542          * it for us.  This must be done before we potentially acquire any
543          * tokens or we can loose the wakeup.
544          */
545         if ((flags & PINTERLOCKED) == 0) {
546                 id = LOOKUP(ident);
547                 _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
548         }
549
550         /*
551          * Setup for the current process (if this is a process). 
552          *
553          * We hold the process token if lp && catch.  The resume
554          * code will release it.
555          */
556         if (lp) {
557                 if (catch) {
558                         /*
559                          * Early termination if PCATCH was set and a
560                          * signal is pending, interlocked with the
561                          * critical section.
562                          *
563                          * Early termination only occurs when tsleep() is
564                          * entered while in a normal LSRUN state.
565                          */
566                         lwkt_gettoken(&p->p_token);
567                         if ((sig = CURSIG(lp)) != 0)
568                                 goto resume;
569
570                         /*
571                          * Early termination if PCATCH was set and a
572                          * mailbox signal was possibly delivered prior to
573                          * the system call even being made, in order to
574                          * allow the user to interlock without having to
575                          * make additional system calls.
576                          */
577                         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
578                                 goto resume;
579
580                         /*
581                          * Causes ksignal to wake us up if a signal is
582                          * received (interlocked with p->p_token).
583                          */
584                         lp->lwp_flag |= LWP_SINTR;
585                 }
586         } else {
587                 KKASSERT(p == NULL);
588         }
589
590         /*
591          * Make sure the current process has been untangled from
592          * the userland scheduler and initialize slptime to start
593          * counting.
594          */
595         if (lp) {
596                 p->p_usched->release_curproc(lp);
597                 lp->lwp_slptime = 0;
598         }
599
600         /*
601          * If the interlocked flag is set but our cpu bit in the slpqueue
602          * is no longer set, then a wakeup was processed inbetween the
603          * tsleep_interlock() (ours or the callers), and here.  This can
604          * occur under numerous circumstances including when we release the
605          * current process.
606          *
607          * Extreme loads can cause the sending of an IPI (e.g. wakeup()'s)
608          * to process incoming IPIs, thus draining incoming wakeups.
609          */
610         if ((td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) == 0) {
611                 logtsleep2(ilockfail, ident);
612                 goto resume;
613         }
614
615         /*
616          * scheduling is blocked while in a critical section.  Coincide
617          * the descheduled-by-tsleep flag with the descheduling of the
618          * lwkt.
619          *
620          * The timer callout is localized on our cpu and interlocked by
621          * our critical section.
622          */
623         lwkt_deschedule_self(td);
624         td->td_flags |= TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
625         td->td_wmesg = wmesg;
626
627         /*
628          * Setup the timeout, if any.  The timeout is only operable while
629          * the thread is flagged descheduled.
630          */
631         KKASSERT((td->td_flags & TDF_TIMEOUT) == 0);
632         if (timo) {
633                 callout_init_mp(&thandle);
634                 callout_reset(&thandle, timo, endtsleep, td);
635         }
636
637         /*
638          * Beddy bye bye.
639          */
640         if (lp) {
641                 /*
642                  * Ok, we are sleeping.  Place us in the SSLEEP state.
643                  */
644                 KKASSERT((lp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
645                 /*
646                  * tstop() sets LSSTOP, so don't fiddle with that.
647                  */
648                 if (lp->lwp_stat != LSSTOP)
649                         lp->lwp_stat = LSSLEEP;
650                 lp->lwp_ru.ru_nvcsw++;
651                 lwkt_switch();
652                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
653
654                 /*
655                  * And when we are woken up, put us back in LSRUN.  If we
656                  * slept for over a second, recalculate our estcpu.
657                  */
658                 lp->lwp_stat = LSRUN;
659                 if (lp->lwp_slptime)
660                         p->p_usched->recalculate(lp);
661                 lp->lwp_slptime = 0;
662         } else {
663                 lwkt_switch();
664                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
665         }
666
667         /* 
668          * Make sure we haven't switched cpus while we were asleep.  It's
669          * not supposed to happen.  Cleanup our temporary flags.
670          */
671         KKASSERT(gd == td->td_gd);
672
673         /*
674          * Cleanup the timeout.  If the timeout has already occured thandle
675          * has already been stopped, otherwise stop thandle.
676          */
677         if (timo) {
678                 if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT) {
679                         td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
680                         error = EWOULDBLOCK;
681                 } else {
682                         /* does not block when on same cpu */
683                         callout_stop(&thandle);
684                 }
685         }
686
687         /*
688          * Make sure we have been removed from the sleepq.  In most
689          * cases this will have been done for us already but it is
690          * possible for a scheduling IPI to be in-flight from a
691          * previous tsleep/tsleep_interlock() or due to a straight-out
692          * call to lwkt_schedule() (in the case of an interrupt thread),
693          * causing a spurious wakeup.
694          */
695         _tsleep_remove(td);
696         td->td_wmesg = NULL;
697
698         /*
699          * Figure out the correct error return.  If interrupted by a
700          * signal we want to return EINTR or ERESTART.  
701          *
702          * If P_MAILBOX is set no automatic system call restart occurs
703          * and we return EINTR.  P_MAILBOX is meant to be used as an
704          * interlock, the user must poll it prior to any system call
705          * that it wishes to interlock a mailbox signal against since
706          * the flag is cleared on *any* system call that sleeps.
707          *
708          * p->p_token is held in the p && catch case.
709          */
710 resume:
711         if (p) {
712                 if (catch && error == 0) {
713                         if ((p->p_flag & P_MAILBOX) && sig == 0) {
714                                 error = EINTR;
715                         } else if (sig != 0 || (sig = CURSIG(lp))) {
716                                 if (SIGISMEMBER(p->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
717                                         error = EINTR;
718                                 else
719                                         error = ERESTART;
720                         }
721                 }
722                 if (catch)
723                         lwkt_reltoken(&p->p_token);
724                 lp->lwp_flag &= ~(LWP_BREAKTSLEEP | LWP_SINTR);
725                 p->p_flag &= ~P_MAILBOX;
726         }
727         logtsleep1(tsleep_end);
728         crit_exit_quick(td);
729         return (error);
730 }
731
732 /*
733  * Interlocked spinlock sleep.  An exclusively held spinlock must
734  * be passed to ssleep().  The function will atomically release the
735  * spinlock and tsleep on the ident, then reacquire the spinlock and
736  * return.
737  *
738  * This routine is fairly important along the critical path, so optimize it
739  * heavily.
740  */
741 int
742 ssleep(const volatile void *ident, struct spinlock *spin, int flags,
743        const char *wmesg, int timo)
744 {
745         globaldata_t gd = mycpu;
746         int error;
747
748         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
749         spin_unlock_quick(gd, spin);
750         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
751         spin_lock_quick(gd, spin);
752
753         return (error);
754 }
755
756 int
757 lksleep(const volatile void *ident, struct lock *lock, int flags,
758         const char *wmesg, int timo)
759 {
760         globaldata_t gd = mycpu;
761         int error;
762
763         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
764         lockmgr(lock, LK_RELEASE);
765         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
766         lockmgr(lock, LK_EXCLUSIVE);
767
768         return (error);
769 }
770
771 /*
772  * Interlocked mutex sleep.  An exclusively held mutex must be passed
773  * to mtxsleep().  The function will atomically release the mutex
774  * and tsleep on the ident, then reacquire the mutex and return.
775  */
776 int
777 mtxsleep(const volatile void *ident, struct mtx *mtx, int flags,
778          const char *wmesg, int timo)
779 {
780         globaldata_t gd = mycpu;
781         int error;
782
783         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
784         mtx_unlock(mtx);
785         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
786         mtx_lock_ex_quick(mtx, wmesg);
787
788         return (error);
789 }
790
791 /*
792  * Interlocked serializer sleep.  An exclusively held serializer must
793  * be passed to zsleep().  The function will atomically release
794  * the serializer and tsleep on the ident, then reacquire the serializer
795  * and return.
796  */
797 int
798 zsleep(const volatile void *ident, struct lwkt_serialize *slz, int flags,
799        const char *wmesg, int timo)
800 {
801         globaldata_t gd = mycpu;
802         int ret;
803
804         ASSERT_SERIALIZED(slz);
805
806         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
807         lwkt_serialize_exit(slz);
808         ret = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
809         lwkt_serialize_enter(slz);
810
811         return ret;
812 }
813
814 /*
815  * Directly block on the LWKT thread by descheduling it.  This
816  * is much faster then tsleep(), but the only legal way to wake
817  * us up is to directly schedule the thread.
818  *
819  * Setting TDF_SINTR will cause new signals to directly schedule us.
820  *
821  * This routine must be called while in a critical section.
822  */
823 int
824 lwkt_sleep(const char *wmesg, int flags)
825 {
826         thread_t td = curthread;
827         int sig;
828
829         if ((flags & PCATCH) == 0 || td->td_lwp == NULL) {
830                 td->td_flags |= TDF_BLOCKED;
831                 td->td_wmesg = wmesg;
832                 lwkt_deschedule_self(td);
833                 lwkt_switch();
834                 td->td_wmesg = NULL;
835                 td->td_flags &= ~TDF_BLOCKED;
836                 return(0);
837         }
838         if ((sig = CURSIG(td->td_lwp)) != 0) {
839                 if (SIGISMEMBER(td->td_proc->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
840                         return(EINTR);
841                 else
842                         return(ERESTART);
843                         
844         }
845         td->td_flags |= TDF_BLOCKED | TDF_SINTR;
846         td->td_wmesg = wmesg;
847         lwkt_deschedule_self(td);
848         lwkt_switch();
849         td->td_flags &= ~(TDF_BLOCKED | TDF_SINTR);
850         td->td_wmesg = NULL;
851         return(0);
852 }
853
854 /*
855  * Implement the timeout for tsleep.
856  *
857  * We set LWP_BREAKTSLEEP to indicate that an event has occured, but
858  * we only call setrunnable if the process is not stopped.
859  *
860  * This type of callout timeout is scheduled on the same cpu the process
861  * is sleeping on.  Also, at the moment, the MP lock is held.
862  */
863 static void
864 endtsleep(void *arg)
865 {
866         thread_t td = arg;
867         struct lwp *lp;
868
869         crit_enter();
870
871         /*
872          * Do this before we potentially block acquiring the token.  Setting
873          * TDF_TIMEOUT tells tsleep that we have already stopped the callout.
874          */
875         lwkt_hold(td);
876         td->td_flags |= TDF_TIMEOUT;
877
878         /*
879          * This can block
880          */
881         if ((lp = td->td_lwp) != NULL)
882                 lwkt_gettoken(&lp->lwp_proc->p_token);
883
884         /*
885          * Only do nominal wakeup processing if TDF_TIMEOUT and
886          * TDF_TSLEEP_DESCHEDULED are both still set.  Otherwise
887          * we raced a wakeup or we began executed and raced due to
888          * blocking in the token above, and should do nothing.
889          */
890         if ((td->td_flags & (TDF_TIMEOUT | TDF_TSLEEP_DESCHEDULED)) ==
891             (TDF_TIMEOUT | TDF_TSLEEP_DESCHEDULED)) {
892                 if (lp) {
893                         lp->lwp_flag |= LWP_BREAKTSLEEP;
894                         if (lp->lwp_proc->p_stat != SSTOP)
895                                 setrunnable(lp);
896                 } else {
897                         _tsleep_wakeup(td);
898                 }
899         }
900         if (lp)
901                 lwkt_reltoken(&lp->lwp_proc->p_token);
902         lwkt_rele(td);
903         crit_exit();
904 }
905
906 /*
907  * Make all processes sleeping on the specified identifier runnable.
908  * count may be zero or one only.
909  *
910  * The domain encodes the sleep/wakeup domain AND the first cpu to check
911  * (which is always the current cpu).  As we iterate across cpus
912  *
913  * This call may run without the MP lock held.  We can only manipulate thread
914  * state on the cpu owning the thread.  We CANNOT manipulate process state
915  * at all.
916  *
917  * _wakeup() can be passed to an IPI so we can't use (const volatile
918  * void *ident).
919  */
920 static void
921 _wakeup(void *ident, int domain)
922 {
923         struct tslpque *qp;
924         struct thread *td;
925         struct thread *ntd;
926         globaldata_t gd;
927 #ifdef SMP
928         cpumask_t mask;
929 #endif
930         int id;
931
932         crit_enter();
933         logtsleep2(wakeup_beg, ident);
934         gd = mycpu;
935         id = LOOKUP(ident);
936         qp = &gd->gd_tsleep_hash[id];
937 restart:
938         for (td = TAILQ_FIRST(qp); td != NULL; td = ntd) {
939                 ntd = TAILQ_NEXT(td, td_sleepq);
940                 if (td->td_wchan == ident && 
941                     td->td_wdomain == (domain & PDOMAIN_MASK)
942                 ) {
943                         KKASSERT(td->td_gd == gd);
944                         _tsleep_remove(td);
945                         if (td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED) {
946                                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
947                                 lwkt_schedule(td);
948                                 if (domain & PWAKEUP_ONE)
949                                         goto done;
950                         }
951                         goto restart;
952                 }
953         }
954
955 #ifdef SMP
956         /*
957          * We finished checking the current cpu but there still may be
958          * more work to do.  Either wakeup_one was requested and no matching
959          * thread was found, or a normal wakeup was requested and we have
960          * to continue checking cpus.
961          *
962          * It should be noted that this scheme is actually less expensive then
963          * the old scheme when waking up multiple threads, since we send 
964          * only one IPI message per target candidate which may then schedule
965          * multiple threads.  Before we could have wound up sending an IPI
966          * message for each thread on the target cpu (!= current cpu) that
967          * needed to be woken up.
968          *
969          * NOTE: Wakeups occuring on remote cpus are asynchronous.  This
970          * should be ok since we are passing idents in the IPI rather then
971          * thread pointers.
972          */
973         if ((domain & PWAKEUP_MYCPU) == 0 &&
974             (mask = slpque_cpumasks[id] & gd->gd_other_cpus) != 0) {
975                 lwkt_send_ipiq2_mask(mask, _wakeup, ident,
976                                      domain | PWAKEUP_MYCPU);
977         }
978 #endif
979 done:
980         logtsleep1(wakeup_end);
981         crit_exit();
982 }
983
984 /*
985  * Wakeup all threads tsleep()ing on the specified ident, on all cpus
986  */
987 void
988 wakeup(const volatile void *ident)
989 {
990     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid));
991 }
992
993 /*
994  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident, on any cpu.
995  */
996 void
997 wakeup_one(const volatile void *ident)
998 {
999     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1000     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Wakeup threads tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
1005  * only.
1006  */
1007 void
1008 wakeup_mycpu(const volatile void *ident)
1009 {
1010     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU);
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
1015  * only.
1016  */
1017 void
1018 wakeup_mycpu_one(const volatile void *ident)
1019 {
1020     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1021     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU|PWAKEUP_ONE);
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Wakeup all thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
1026  * only.
1027  */
1028 void
1029 wakeup_oncpu(globaldata_t gd, const volatile void *ident)
1030 {
1031 #ifdef SMP
1032     if (gd == mycpu) {
1033         _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU);
1034     } else {
1035         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, __DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU);
1036     }
1037 #else
1038     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU);
1039 #endif
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
1044  * only.
1045  */
1046 void
1047 wakeup_oncpu_one(globaldata_t gd, const volatile void *ident)
1048 {
1049 #ifdef SMP
1050     if (gd == mycpu) {
1051         _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1052     } else {
1053         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, __DEALL(ident),
1054                         PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1055     }
1056 #else
1057     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1058 #endif
1059 }
1060
1061 /*
1062  * Wakeup all threads waiting on the specified ident that slept using
1063  * the specified domain, on all cpus.
1064  */
1065 void
1066 wakeup_domain(const volatile void *ident, int domain)
1067 {
1068     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid));
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Wakeup one thread waiting on the specified ident that slept using
1073  * the specified  domain, on any cpu.
1074  */
1075 void
1076 wakeup_domain_one(const volatile void *ident, int domain)
1077 {
1078     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1079     _wakeup(__DEALL(ident),
1080             PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
1081 }
1082
1083 /*
1084  * setrunnable()
1085  *
1086  * Make a process runnable.  lp->lwp_proc->p_token must be held on call.
1087  * This only has an effect if we are in SSLEEP.  We only break out of the
1088  * tsleep if LWP_BREAKTSLEEP is set, otherwise we just fix-up the state.
1089  *
1090  * NOTE: With p_token held we can only safely manipulate the process
1091  * structure and the lp's lwp_stat.
1092  */
1093 void
1094 setrunnable(struct lwp *lp)
1095 {
1096         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&lp->lwp_proc->p_token);
1097         crit_enter();
1098         if (lp->lwp_stat == LSSTOP)
1099                 lp->lwp_stat = LSSLEEP;
1100         if (lp->lwp_stat == LSSLEEP && (lp->lwp_flag & LWP_BREAKTSLEEP))
1101                 _tsleep_wakeup(lp->lwp_thread);
1102         crit_exit();
1103 }
1104
1105 /*
1106  * The process is stopped due to some condition, usually because p_stat is
1107  * set to SSTOP, but also possibly due to being traced.  
1108  *
1109  * NOTE!  If the caller sets SSTOP, the caller must also clear P_WAITED
1110  * because the parent may check the child's status before the child actually
1111  * gets to this routine.
1112  *
1113  * This routine is called with the current lwp only, typically just
1114  * before returning to userland.
1115  *
1116  * Setting LWP_BREAKTSLEEP before entering the tsleep will cause a passive
1117  * SIGCONT to break out of the tsleep.
1118  */
1119 void
1120 tstop(void)
1121 {
1122         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
1123         struct proc *p = lp->lwp_proc;
1124
1125         crit_enter();
1126         /*
1127          * If LWP_WSTOP is set, we were sleeping
1128          * while our process was stopped.  At this point
1129          * we were already counted as stopped.
1130          */
1131         if ((lp->lwp_flag & LWP_WSTOP) == 0) {
1132                 /*
1133                  * If we're the last thread to stop, signal
1134                  * our parent.
1135                  */
1136                 p->p_nstopped++;
1137                 lp->lwp_flag |= LWP_WSTOP;
1138                 wakeup(&p->p_nstopped);
1139                 if (p->p_nstopped == p->p_nthreads) {
1140                         p->p_flag &= ~P_WAITED;
1141                         wakeup(p->p_pptr);
1142                         if ((p->p_pptr->p_sigacts->ps_flag & PS_NOCLDSTOP) == 0)
1143                                 ksignal(p->p_pptr, SIGCHLD);
1144                 }
1145         }
1146         while (p->p_stat == SSTOP) {
1147                 lp->lwp_flag |= LWP_BREAKTSLEEP;
1148                 lp->lwp_stat = LSSTOP;
1149                 tsleep(p, 0, "stop", 0);
1150         }
1151         p->p_nstopped--;
1152         lp->lwp_flag &= ~LWP_WSTOP;
1153         crit_exit();
1154 }
1155
1156 /*
1157  * Compute a tenex style load average of a quantity on
1158  * 1, 5 and 15 minute intervals.
1159  */
1160 static int loadav_count_runnable(struct lwp *p, void *data);
1161
1162 static void
1163 loadav(void *arg)
1164 {
1165         struct loadavg *avg;
1166         int i, nrun;
1167
1168         nrun = 0;
1169         alllwp_scan(loadav_count_runnable, &nrun);
1170         avg = &averunnable;
1171         for (i = 0; i < 3; i++) {
1172                 avg->ldavg[i] = (cexp[i] * avg->ldavg[i] +
1173                     nrun * FSCALE * (FSCALE - cexp[i])) >> FSHIFT;
1174         }
1175
1176         /*
1177          * Schedule the next update to occur after 5 seconds, but add a
1178          * random variation to avoid synchronisation with processes that
1179          * run at regular intervals.
1180          */
1181         callout_reset(&loadav_callout, hz * 4 + (int)(krandom() % (hz * 2 + 1)),
1182                       loadav, NULL);
1183 }
1184
1185 static int
1186 loadav_count_runnable(struct lwp *lp, void *data)
1187 {
1188         int *nrunp = data;
1189         thread_t td;
1190
1191         switch (lp->lwp_stat) {
1192         case LSRUN:
1193                 if ((td = lp->lwp_thread) == NULL)
1194                         break;
1195                 if (td->td_flags & TDF_BLOCKED)
1196                         break;
1197                 ++*nrunp;
1198                 break;
1199         default:
1200                 break;
1201         }
1202         return(0);
1203 }
1204
1205 /* ARGSUSED */
1206 static void
1207 sched_setup(void *dummy)
1208 {
1209         callout_init_mp(&loadav_callout);
1210         callout_init_mp(&schedcpu_callout);
1211
1212         /* Kick off timeout driven events by calling first time. */
1213         schedcpu(NULL);
1214         loadav(NULL);
1215 }
1216