d462d9b58a511dcb555aa931f8d00d4f5cdb7af9
[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/uio.h>
50 #include <sys/priv.h>
51 #include <sys/kcollect.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 int     ncpus;
84 int     ncpus_fit, ncpus_fit_mask;              /* note: mask not cpumask_t */
85 int     safepri;
86 int     tsleep_now_works;
87 int     tsleep_crypto_dump = 0;
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 struct loadavg averunnable =
107         { {0, 0, 0}, FSCALE };  /* load average, of runnable procs */
108 /*
109  * Constants for averages over 1, 5, and 15 minutes
110  * when sampling at 5 second intervals.
111  */
112 static fixpt_t cexp[3] = {
113         0.9200444146293232 * FSCALE,    /* exp(-1/12) */
114         0.9834714538216174 * FSCALE,    /* exp(-1/60) */
115         0.9944598480048967 * FSCALE,    /* exp(-1/180) */
116 };
117
118 static void     endtsleep (void *);
119 static void     loadav (void *arg);
120 static void     schedcpu (void *arg);
121
122 static int pctcpu_decay = 10;
123 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, pctcpu_decay, CTLFLAG_RW,
124            &pctcpu_decay, 0, "");
125
126 /*
127  * kernel uses `FSCALE', userland (SHOULD) use kern.fscale 
128  */
129 int     fscale __unused = FSCALE;       /* exported to systat */
130 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, fscale, CTLFLAG_RD, 0, FSCALE, "");
131
132 /*
133  * Issue a wakeup() from userland (debugging)
134  */
135 static int
136 sysctl_wakeup(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
137 {
138         uint64_t ident = 1;
139         int error = 0;
140
141         if (req->newptr != NULL) {
142                 if (priv_check(curthread, PRIV_ROOT))
143                         return (EPERM);
144                 error = SYSCTL_IN(req, &ident, sizeof(ident));
145                 if (error)
146                         return error;
147                 kprintf("issue wakeup %016jx\n", ident);
148                 wakeup((void *)(intptr_t)ident);
149         }
150         if (req->oldptr != NULL) {
151                 error = SYSCTL_OUT(req, &ident, sizeof(ident));
152         }
153         return error;
154 }
155
156 static int
157 sysctl_wakeup_umtx(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
158 {
159         uint64_t ident = 1;
160         int error = 0;
161
162         if (req->newptr != NULL) {
163                 if (priv_check(curthread, PRIV_ROOT))
164                         return (EPERM);
165                 error = SYSCTL_IN(req, &ident, sizeof(ident));
166                 if (error)
167                         return error;
168                 kprintf("issue wakeup %016jx, PDOMAIN_UMTX\n", ident);
169                 wakeup_domain((void *)(intptr_t)ident, PDOMAIN_UMTX);
170         }
171         if (req->oldptr != NULL) {
172                 error = SYSCTL_OUT(req, &ident, sizeof(ident));
173         }
174         return error;
175 }
176
177 SYSCTL_PROC(_debug, OID_AUTO, wakeup, CTLTYPE_UQUAD|CTLFLAG_RW, 0, 0,
178             sysctl_wakeup, "Q", "issue wakeup(addr)");
179 SYSCTL_PROC(_debug, OID_AUTO, wakeup_umtx, CTLTYPE_UQUAD|CTLFLAG_RW, 0, 0,
180             sysctl_wakeup_umtx, "Q", "issue wakeup(addr, PDOMAIN_UMTX)");
181
182 /*
183  * Recompute process priorities, once a second.
184  *
185  * Since the userland schedulers are typically event oriented, if the
186  * estcpu calculation at wakeup() time is not sufficient to make a
187  * process runnable relative to other processes in the system we have
188  * a 1-second recalc to help out.
189  *
190  * This code also allows us to store sysclock_t data in the process structure
191  * without fear of an overrun, since sysclock_t are guarenteed to hold 
192  * several seconds worth of count.
193  *
194  * WARNING!  callouts can preempt normal threads.  However, they will not
195  * preempt a thread holding a spinlock so we *can* safely use spinlocks.
196  */
197 static int schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused);
198 static int schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused);
199
200 static void
201 schedcpu(void *arg)
202 {
203         allproc_scan(schedcpu_stats, NULL, 1);
204         allproc_scan(schedcpu_resource, NULL, 1);
205         if (mycpu->gd_cpuid == 0) {
206                 wakeup((caddr_t)&lbolt);
207                 wakeup(lbolt_syncer);
208         }
209         callout_reset(&mycpu->gd_schedcpu_callout, hz, schedcpu, NULL);
210 }
211
212 /*
213  * General process statistics once a second
214  */
215 static int
216 schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused)
217 {
218         struct lwp *lp;
219
220         /*
221          * Threads may not be completely set up if process in SIDL state.
222          */
223         if (p->p_stat == SIDL)
224                 return(0);
225
226         PHOLD(p);
227         if (lwkt_trytoken(&p->p_token) == FALSE) {
228                 PRELE(p);
229                 return(0);
230         }
231
232         p->p_swtime++;
233         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
234                 if (lp->lwp_stat == LSSLEEP) {
235                         ++lp->lwp_slptime;
236                         if (lp->lwp_slptime == 1)
237                                 p->p_usched->uload_update(lp);
238                 }
239
240                 /*
241                  * Only recalculate processes that are active or have slept
242                  * less then 2 seconds.  The schedulers understand this.
243                  * Otherwise decay by 50% per second.
244                  */
245                 if (lp->lwp_slptime <= 1) {
246                         p->p_usched->recalculate(lp);
247                 } else {
248                         int decay;
249
250                         decay = pctcpu_decay;
251                         cpu_ccfence();
252                         if (decay <= 1)
253                                 decay = 1;
254                         if (decay > 100)
255                                 decay = 100;
256                         lp->lwp_pctcpu = (lp->lwp_pctcpu * (decay - 1)) / decay;
257                 }
258         }
259         lwkt_reltoken(&p->p_token);
260         lwkt_yield();
261         PRELE(p);
262         return(0);
263 }
264
265 /*
266  * Resource checks.  XXX break out since ksignal/killproc can block,
267  * limiting us to one process killed per second.  There is probably
268  * a better way.
269  */
270 static int
271 schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused)
272 {
273         u_int64_t ttime;
274         struct lwp *lp;
275
276         if (p->p_stat == SIDL)
277                 return(0);
278
279         PHOLD(p);
280         if (lwkt_trytoken(&p->p_token) == FALSE) {
281                 PRELE(p);
282                 return(0);
283         }
284
285         if (p->p_stat == SZOMB || p->p_limit == NULL) {
286                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
287                 PRELE(p);
288                 return(0);
289         }
290
291         ttime = 0;
292         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
293                 /*
294                  * We may have caught an lp in the middle of being
295                  * created, lwp_thread can be NULL.
296                  */
297                 if (lp->lwp_thread) {
298                         ttime += lp->lwp_thread->td_sticks;
299                         ttime += lp->lwp_thread->td_uticks;
300                 }
301         }
302
303         switch(plimit_testcpulimit(p, ttime)) {
304         case PLIMIT_TESTCPU_KILL:
305                 killproc(p, "exceeded maximum CPU limit");
306                 break;
307         case PLIMIT_TESTCPU_XCPU:
308                 if ((p->p_flags & P_XCPU) == 0) {
309                         p->p_flags |= P_XCPU;
310                         ksignal(p, SIGXCPU);
311                 }
312                 break;
313         default:
314                 break;
315         }
316         lwkt_reltoken(&p->p_token);
317         lwkt_yield();
318         PRELE(p);
319         return(0);
320 }
321
322 /*
323  * This is only used by ps.  Generate a cpu percentage use over
324  * a period of one second.
325  */
326 void
327 updatepcpu(struct lwp *lp, int cpticks, int ttlticks)
328 {
329         fixpt_t acc;
330         int remticks;
331
332         acc = (cpticks << FSHIFT) / ttlticks;
333         if (ttlticks >= ESTCPUFREQ) {
334                 lp->lwp_pctcpu = acc;
335         } else {
336                 remticks = ESTCPUFREQ - ttlticks;
337                 lp->lwp_pctcpu = (acc * ttlticks + lp->lwp_pctcpu * remticks) /
338                                 ESTCPUFREQ;
339         }
340 }
341
342 /*
343  * Handy macros to calculate hash indices.  LOOKUP() calculates the
344  * global cpumask hash index, TCHASHSHIFT() converts that into the
345  * pcpu hash index.
346  *
347  * By making the pcpu hash arrays smaller we save a significant amount
348  * of memory at very low cost.  The real cost is in IPIs, which are handled
349  * by the much larger global cpumask hash table.
350  */
351 #define LOOKUP_PRIME    66555444443333333ULL
352 #define LOOKUP(x)       ((((uintptr_t)(x) + ((uintptr_t)(x) >> 18)) ^   \
353                           LOOKUP_PRIME) % slpque_tablesize)
354 #define TCHASHSHIFT(x)  ((x) >> 4)
355
356 static uint32_t slpque_tablesize;
357 static cpumask_t *slpque_cpumasks;
358
359 SYSCTL_UINT(_kern, OID_AUTO, slpque_tablesize, CTLFLAG_RD, &slpque_tablesize,
360     0, "");
361
362 /*
363  * This is a dandy function that allows us to interlock tsleep/wakeup
364  * operations with unspecified upper level locks, such as lockmgr locks,
365  * simply by holding a critical section.  The sequence is:
366  *
367  *      (acquire upper level lock)
368  *      tsleep_interlock(blah)
369  *      (release upper level lock)
370  *      tsleep(blah, ...)
371  *
372  * Basically this functions queues us on the tsleep queue without actually
373  * descheduling us.  When tsleep() is later called with PINTERLOCK it
374  * assumes the thread was already queued, otherwise it queues it there.
375  *
376  * Thus it is possible to receive the wakeup prior to going to sleep and
377  * the race conditions are covered.
378  */
379 static __inline void
380 _tsleep_interlock(globaldata_t gd, const volatile void *ident, int flags)
381 {
382         thread_t td = gd->gd_curthread;
383         struct tslpque *qp;
384         uint32_t cid;
385         uint32_t gid;
386
387         if (ident == NULL) {
388                 kprintf("tsleep_interlock: NULL ident %s\n", td->td_comm);
389                 print_backtrace(5);
390         }
391
392         crit_enter_quick(td);
393         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
394                 /*
395                  * Shortcut if unchanged
396                  */
397                 if (td->td_wchan == ident &&
398                     td->td_wdomain == (flags & PDOMAIN_MASK)) {
399                         crit_exit_quick(td);
400                         return;
401                 }
402
403                 /*
404                  * Remove current sleepq
405                  */
406                 cid = LOOKUP(td->td_wchan);
407                 gid = TCHASHSHIFT(cid);
408                 qp = &gd->gd_tsleep_hash[gid];
409                 TAILQ_REMOVE(&qp->queue, td, td_sleepq);
410                 if (TAILQ_FIRST(&qp->queue) == NULL) {
411                         qp->ident0 = NULL;
412                         qp->ident1 = NULL;
413                         qp->ident2 = NULL;
414                         qp->ident3 = NULL;
415                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(slpque_cpumasks[cid],
416                                                gd->gd_cpuid);
417                 }
418         } else {
419                 td->td_flags |= TDF_TSLEEPQ;
420         }
421         cid = LOOKUP(ident);
422         gid = TCHASHSHIFT(cid);
423         qp = &gd->gd_tsleep_hash[gid];
424         TAILQ_INSERT_TAIL(&qp->queue, td, td_sleepq);
425         if (qp->ident0 != ident && qp->ident1 != ident &&
426             qp->ident2 != ident && qp->ident3 != ident) {
427                 if (qp->ident0 == NULL)
428                         qp->ident0 = ident;
429                 else if (qp->ident1 == NULL)
430                         qp->ident1 = ident;
431                 else if (qp->ident2 == NULL)
432                         qp->ident2 = ident;
433                 else if (qp->ident3 == NULL)
434                         qp->ident3 = ident;
435                 else
436                         qp->ident0 = (void *)(intptr_t)-1;
437         }
438         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(slpque_cpumasks[cid], gd->gd_cpuid);
439         td->td_wchan = ident;
440         td->td_wdomain = flags & PDOMAIN_MASK;
441         crit_exit_quick(td);
442 }
443
444 void
445 tsleep_interlock(const volatile void *ident, int flags)
446 {
447         _tsleep_interlock(mycpu, ident, flags);
448 }
449
450 /*
451  * Remove thread from sleepq.  Must be called with a critical section held.
452  * The thread must not be migrating.
453  */
454 static __inline void
455 _tsleep_remove(thread_t td)
456 {
457         globaldata_t gd = mycpu;
458         struct tslpque *qp;
459         uint32_t cid;
460         uint32_t gid;
461
462         KKASSERT(td->td_gd == gd && IN_CRITICAL_SECT(td));
463         KKASSERT((td->td_flags & TDF_MIGRATING) == 0);
464         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
465                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEPQ;
466                 cid = LOOKUP(td->td_wchan);
467                 gid = TCHASHSHIFT(cid);
468                 qp = &gd->gd_tsleep_hash[gid];
469                 TAILQ_REMOVE(&qp->queue, td, td_sleepq);
470                 if (TAILQ_FIRST(&qp->queue) == NULL) {
471                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(slpque_cpumasks[cid],
472                                                gd->gd_cpuid);
473                 }
474                 td->td_wchan = NULL;
475                 td->td_wdomain = 0;
476         }
477 }
478
479 void
480 tsleep_remove(thread_t td)
481 {
482         _tsleep_remove(td);
483 }
484
485 /*
486  * General sleep call.  Suspends the current process until a wakeup is
487  * performed on the specified identifier.  The process will then be made
488  * runnable with the specified priority.  Sleeps at most timo/hz seconds
489  * (0 means no timeout).  If flags includes PCATCH flag, signals are checked
490  * before and after sleeping, else signals are not checked.  Returns 0 if
491  * awakened, EWOULDBLOCK if the timeout expires.  If PCATCH is set and a
492  * signal needs to be delivered, ERESTART is returned if the current system
493  * call should be restarted if possible, and EINTR is returned if the system
494  * call should be interrupted by the signal (return EINTR).
495  *
496  * Note that if we are a process, we release_curproc() before messing with
497  * the LWKT scheduler.
498  *
499  * During autoconfiguration or after a panic, a sleep will simply
500  * lower the priority briefly to allow interrupts, then return.
501  *
502  * WARNING!  This code can't block (short of switching away), or bad things
503  *           will happen.  No getting tokens, no blocking locks, etc.
504  */
505 int
506 tsleep(const volatile void *ident, int flags, const char *wmesg, int timo)
507 {
508         struct thread *td = curthread;
509         struct lwp *lp = td->td_lwp;
510         struct proc *p = td->td_proc;           /* may be NULL */
511         globaldata_t gd;
512         int sig;
513         int catch;
514         int error;
515         int oldpri;
516         struct callout thandle;
517
518         /*
519          * Currently a severe hack.  Make sure any delayed wakeups
520          * are flushed before we sleep or we might deadlock on whatever
521          * event we are sleeping on.
522          */
523         if (td->td_flags & TDF_DELAYED_WAKEUP)
524                 wakeup_end_delayed();
525
526         /*
527          * NOTE: removed KTRPOINT, it could cause races due to blocking
528          * even in stable.  Just scrap it for now.
529          */
530         if (!tsleep_crypto_dump && (tsleep_now_works == 0 || panicstr)) {
531                 /*
532                  * After a panic, or before we actually have an operational
533                  * softclock, just give interrupts a chance, then just return;
534                  *
535                  * don't run any other procs or panic below,
536                  * in case this is the idle process and already asleep.
537                  */
538                 splz();
539                 oldpri = td->td_pri;
540                 lwkt_setpri_self(safepri);
541                 lwkt_switch();
542                 lwkt_setpri_self(oldpri);
543                 return (0);
544         }
545         logtsleep2(tsleep_beg, ident);
546         gd = td->td_gd;
547         KKASSERT(td != &gd->gd_idlethread);     /* you must be kidding! */
548         td->td_wakefromcpu = -1;                /* overwritten by _wakeup */
549
550         /*
551          * NOTE: all of this occurs on the current cpu, including any
552          * callout-based wakeups, so a critical section is a sufficient
553          * interlock.
554          *
555          * The entire sequence through to where we actually sleep must
556          * run without breaking the critical section.
557          */
558         catch = flags & PCATCH;
559         error = 0;
560         sig = 0;
561
562         crit_enter_quick(td);
563
564         KASSERT(ident != NULL, ("tsleep: no ident"));
565         KASSERT(lp == NULL ||
566                 lp->lwp_stat == LSRUN ||        /* Obvious */
567                 lp->lwp_stat == LSSTOP,         /* Set in tstop */
568                 ("tsleep %p %s %d",
569                         ident, wmesg, lp->lwp_stat));
570
571         /*
572          * We interlock the sleep queue if the caller has not already done
573          * it for us.  This must be done before we potentially acquire any
574          * tokens or we can loose the wakeup.
575          */
576         if ((flags & PINTERLOCKED) == 0) {
577                 _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
578         }
579
580         /*
581          * Setup for the current process (if this is a process).  We must
582          * interlock with lwp_token to avoid remote wakeup races via
583          * setrunnable()
584          */
585         if (lp) {
586                 lwkt_gettoken(&lp->lwp_token);
587
588                 /*
589                  * If the umbrella process is in the SCORE state then
590                  * make sure that the thread is flagged going into a
591                  * normal sleep to allow the core dump to proceed, otherwise
592                  * the coredump can end up waiting forever.  If the normal
593                  * sleep is woken up, the thread will enter a stopped state
594                  * upon return to userland.
595                  *
596                  * We do not want to interrupt or cause a thread exist at
597                  * this juncture because that will mess-up the state the
598                  * coredump is trying to save.
599                  */
600                 if (p->p_stat == SCORE &&
601                     (lp->lwp_mpflags & LWP_MP_WSTOP) == 0) {
602                         atomic_set_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_WSTOP);
603                         ++p->p_nstopped;
604                 }
605
606                 /*
607                  * PCATCH requested.
608                  */
609                 if (catch) {
610                         /*
611                          * Early termination if PCATCH was set and a
612                          * signal is pending, interlocked with the
613                          * critical section.
614                          *
615                          * Early termination only occurs when tsleep() is
616                          * entered while in a normal LSRUN state.
617                          */
618                         if ((sig = CURSIG(lp)) != 0)
619                                 goto resume;
620
621                         /*
622                          * Causes ksignal to wake us up if a signal is
623                          * received (interlocked with lp->lwp_token).
624                          */
625                         lp->lwp_flags |= LWP_SINTR;
626                 }
627         } else {
628                 KKASSERT(p == NULL);
629         }
630
631         /*
632          * Make sure the current process has been untangled from
633          * the userland scheduler and initialize slptime to start
634          * counting.
635          *
636          * NOTE: td->td_wakefromcpu is pre-set by the release function
637          *       for the dfly scheduler, and then adjusted by _wakeup()
638          */
639         if (lp) {
640                 p->p_usched->release_curproc(lp);
641                 lp->lwp_slptime = 0;
642         }
643
644         /*
645          * For PINTERLOCKED operation, TDF_TSLEEPQ might not be set if
646          * a wakeup() was processed before the thread could go to sleep.
647          *
648          * If TDF_TSLEEPQ is set, make sure the ident matches the recorded
649          * ident.  If it does not then the thread slept inbetween the
650          * caller's initial tsleep_interlock() call and the caller's tsleep()
651          * call.
652          *
653          * Extreme loads can cause the sending of an IPI (e.g. wakeup()'s)
654          * to process incoming IPIs, thus draining incoming wakeups.
655          */
656         if ((td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) == 0) {
657                 logtsleep2(ilockfail, ident);
658                 goto resume;
659         } else if (td->td_wchan != ident ||
660                    td->td_wdomain != (flags & PDOMAIN_MASK)) {
661                 logtsleep2(ilockfail, ident);
662                 goto resume;
663         }
664
665         /*
666          * scheduling is blocked while in a critical section.  Coincide
667          * the descheduled-by-tsleep flag with the descheduling of the
668          * lwkt.
669          *
670          * The timer callout is localized on our cpu and interlocked by
671          * our critical section.
672          */
673         lwkt_deschedule_self(td);
674         td->td_flags |= TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
675         td->td_wmesg = wmesg;
676
677         /*
678          * Setup the timeout, if any.  The timeout is only operable while
679          * the thread is flagged descheduled.
680          */
681         KKASSERT((td->td_flags & TDF_TIMEOUT) == 0);
682         if (timo) {
683                 callout_init_mp(&thandle);
684                 callout_reset(&thandle, timo, endtsleep, td);
685         }
686
687         /*
688          * Beddy bye bye.
689          */
690         if (lp) {
691                 /*
692                  * Ok, we are sleeping.  Place us in the SSLEEP state.
693                  */
694                 KKASSERT((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_ONRUNQ) == 0);
695
696                 /*
697                  * tstop() sets LSSTOP, so don't fiddle with that.
698                  */
699                 if (lp->lwp_stat != LSSTOP)
700                         lp->lwp_stat = LSSLEEP;
701                 lp->lwp_ru.ru_nvcsw++;
702                 p->p_usched->uload_update(lp);
703                 lwkt_switch();
704
705                 /*
706                  * And when we are woken up, put us back in LSRUN.  If we
707                  * slept for over a second, recalculate our estcpu.
708                  */
709                 lp->lwp_stat = LSRUN;
710                 if (lp->lwp_slptime) {
711                         p->p_usched->uload_update(lp);
712                         p->p_usched->recalculate(lp);
713                 }
714                 lp->lwp_slptime = 0;
715         } else {
716                 lwkt_switch();
717         }
718
719         /* 
720          * Make sure we haven't switched cpus while we were asleep.  It's
721          * not supposed to happen.  Cleanup our temporary flags.
722          */
723         KKASSERT(gd == td->td_gd);
724
725         /*
726          * Cleanup the timeout.  If the timeout has already occured thandle
727          * has already been stopped, otherwise stop thandle.  If the timeout
728          * is running (the callout thread must be blocked trying to get
729          * lwp_token) then wait for us to get scheduled.
730          */
731         if (timo) {
732                 while (td->td_flags & TDF_TIMEOUT_RUNNING) {
733                         /* else we won't get rescheduled! */
734                         if (lp->lwp_stat != LSSTOP)
735                                 lp->lwp_stat = LSSLEEP;
736                         lwkt_deschedule_self(td);
737                         td->td_wmesg = "tsrace";
738                         lwkt_switch();
739                         kprintf("td %p %s: timeout race\n", td, td->td_comm);
740                 }
741                 if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT) {
742                         td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
743                         error = EWOULDBLOCK;
744                 } else {
745                         /* does not block when on same cpu */
746                         callout_stop(&thandle);
747                 }
748         }
749         td->td_flags &= ~TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
750
751         /*
752          * Make sure we have been removed from the sleepq.  In most
753          * cases this will have been done for us already but it is
754          * possible for a scheduling IPI to be in-flight from a
755          * previous tsleep/tsleep_interlock() or due to a straight-out
756          * call to lwkt_schedule() (in the case of an interrupt thread),
757          * causing a spurious wakeup.
758          */
759         _tsleep_remove(td);
760         td->td_wmesg = NULL;
761
762         /*
763          * Figure out the correct error return.  If interrupted by a
764          * signal we want to return EINTR or ERESTART.  
765          */
766 resume:
767         if (lp) {
768                 if (catch && error == 0) {
769                         if (sig != 0 || (sig = CURSIG(lp))) {
770                                 if (SIGISMEMBER(p->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
771                                         error = EINTR;
772                                 else
773                                         error = ERESTART;
774                         }
775                 }
776
777                 lp->lwp_flags &= ~LWP_SINTR;
778
779                 /*
780                  * Unconditionally set us to LSRUN on resume.  lwp_stat could
781                  * be in a weird state due to the goto resume, particularly
782                  * when tsleep() is called from tstop().
783                  */
784                 lp->lwp_stat = LSRUN;
785                 lwkt_reltoken(&lp->lwp_token);
786         }
787         logtsleep1(tsleep_end);
788         crit_exit_quick(td);
789
790         return (error);
791 }
792
793 /*
794  * Interlocked spinlock sleep.  An exclusively held spinlock must
795  * be passed to ssleep().  The function will atomically release the
796  * spinlock and tsleep on the ident, then reacquire the spinlock and
797  * return.
798  *
799  * This routine is fairly important along the critical path, so optimize it
800  * heavily.
801  */
802 int
803 ssleep(const volatile void *ident, struct spinlock *spin, int flags,
804        const char *wmesg, int timo)
805 {
806         globaldata_t gd = mycpu;
807         int error;
808
809         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
810         spin_unlock_quick(gd, spin);
811         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
812         KKASSERT(gd == mycpu);
813         _spin_lock_quick(gd, spin, wmesg);
814
815         return (error);
816 }
817
818 int
819 lksleep(const volatile void *ident, struct lock *lock, int flags,
820         const char *wmesg, int timo)
821 {
822         globaldata_t gd = mycpu;
823         int error;
824
825         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
826         lockmgr(lock, LK_RELEASE);
827         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
828         lockmgr(lock, LK_EXCLUSIVE);
829
830         return (error);
831 }
832
833 /*
834  * Interlocked mutex sleep.  An exclusively held mutex must be passed
835  * to mtxsleep().  The function will atomically release the mutex
836  * and tsleep on the ident, then reacquire the mutex and return.
837  */
838 int
839 mtxsleep(const volatile void *ident, struct mtx *mtx, int flags,
840          const char *wmesg, int timo)
841 {
842         globaldata_t gd = mycpu;
843         int error;
844
845         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
846         mtx_unlock(mtx);
847         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
848         mtx_lock_ex_quick(mtx);
849
850         return (error);
851 }
852
853 /*
854  * Interlocked serializer sleep.  An exclusively held serializer must
855  * be passed to zsleep().  The function will atomically release
856  * the serializer and tsleep on the ident, then reacquire the serializer
857  * and return.
858  */
859 int
860 zsleep(const volatile void *ident, struct lwkt_serialize *slz, int flags,
861        const char *wmesg, int timo)
862 {
863         globaldata_t gd = mycpu;
864         int ret;
865
866         ASSERT_SERIALIZED(slz);
867
868         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
869         lwkt_serialize_exit(slz);
870         ret = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
871         lwkt_serialize_enter(slz);
872
873         return ret;
874 }
875
876 /*
877  * Directly block on the LWKT thread by descheduling it.  This
878  * is much faster then tsleep(), but the only legal way to wake
879  * us up is to directly schedule the thread.
880  *
881  * Setting TDF_SINTR will cause new signals to directly schedule us.
882  *
883  * This routine must be called while in a critical section.
884  */
885 int
886 lwkt_sleep(const char *wmesg, int flags)
887 {
888         thread_t td = curthread;
889         int sig;
890
891         if ((flags & PCATCH) == 0 || td->td_lwp == NULL) {
892                 td->td_flags |= TDF_BLOCKED;
893                 td->td_wmesg = wmesg;
894                 lwkt_deschedule_self(td);
895                 lwkt_switch();
896                 td->td_wmesg = NULL;
897                 td->td_flags &= ~TDF_BLOCKED;
898                 return(0);
899         }
900         if ((sig = CURSIG(td->td_lwp)) != 0) {
901                 if (SIGISMEMBER(td->td_proc->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
902                         return(EINTR);
903                 else
904                         return(ERESTART);
905                         
906         }
907         td->td_flags |= TDF_BLOCKED | TDF_SINTR;
908         td->td_wmesg = wmesg;
909         lwkt_deschedule_self(td);
910         lwkt_switch();
911         td->td_flags &= ~(TDF_BLOCKED | TDF_SINTR);
912         td->td_wmesg = NULL;
913         return(0);
914 }
915
916 /*
917  * Implement the timeout for tsleep.
918  *
919  * This type of callout timeout is scheduled on the same cpu the process
920  * is sleeping on.  Also, at the moment, the MP lock is held.
921  */
922 static void
923 endtsleep(void *arg)
924 {
925         thread_t td = arg;
926         struct lwp *lp;
927
928         /*
929          * We are going to have to get the lwp_token, which means we might
930          * block.  This can race a tsleep getting woken up by other means
931          * so set TDF_TIMEOUT_RUNNING to force the tsleep to wait for our
932          * processing to complete (sorry tsleep!).
933          *
934          * We can safely set td_flags because td MUST be on the same cpu
935          * as we are.
936          */
937         KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
938         crit_enter();
939         td->td_flags |= TDF_TIMEOUT_RUNNING | TDF_TIMEOUT;
940
941         /*
942          * This can block but TDF_TIMEOUT_RUNNING will prevent the thread
943          * from exiting the tsleep on us.  The flag is interlocked by virtue
944          * of lp being on the same cpu as we are.
945          */
946         if ((lp = td->td_lwp) != NULL)
947                 lwkt_gettoken(&lp->lwp_token);
948
949         KKASSERT(td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED);
950
951         if (lp) {
952                 /*
953                  * callout timer should normally never be set in tstop()
954                  * because it passes a timeout of 0.  However, there is a
955                  * case during thread exit (which SSTOP's all the threads)
956                  * for which tstop() must break out and can (properly) leave
957                  * the thread in LSSTOP.
958                  */
959                 KKASSERT(lp->lwp_stat != LSSTOP ||
960                          (lp->lwp_mpflags & LWP_MP_WEXIT));
961                 setrunnable(lp);
962                 lwkt_reltoken(&lp->lwp_token);
963         } else {
964                 _tsleep_remove(td);
965                 lwkt_schedule(td);
966         }
967         KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
968         td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT_RUNNING;
969         crit_exit();
970 }
971
972 /*
973  * Make all processes sleeping on the specified identifier runnable.
974  * count may be zero or one only.
975  *
976  * The domain encodes the sleep/wakeup domain, flags, plus the originating
977  * cpu.
978  *
979  * This call may run without the MP lock held.  We can only manipulate thread
980  * state on the cpu owning the thread.  We CANNOT manipulate process state
981  * at all.
982  *
983  * _wakeup() can be passed to an IPI so we can't use (const volatile
984  * void *ident).
985  */
986 static void
987 _wakeup(void *ident, int domain)
988 {
989         struct tslpque *qp;
990         struct thread *td;
991         struct thread *ntd;
992         globaldata_t gd;
993         cpumask_t mask;
994         uint32_t cid;
995         uint32_t gid;
996         int wids = 0;
997
998         crit_enter();
999         logtsleep2(wakeup_beg, ident);
1000         gd = mycpu;
1001         cid = LOOKUP(ident);
1002         gid = TCHASHSHIFT(cid);
1003         qp = &gd->gd_tsleep_hash[gid];
1004 restart:
1005         for (td = TAILQ_FIRST(&qp->queue); td != NULL; td = ntd) {
1006                 ntd = TAILQ_NEXT(td, td_sleepq);
1007                 if (td->td_wchan == ident && 
1008                     td->td_wdomain == (domain & PDOMAIN_MASK)
1009                 ) {
1010                         KKASSERT(td->td_gd == gd);
1011                         _tsleep_remove(td);
1012                         td->td_wakefromcpu = PWAKEUP_DECODE(domain);
1013                         if (td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED) {
1014                                 lwkt_schedule(td);
1015                                 if (domain & PWAKEUP_ONE)
1016                                         goto done;
1017                         }
1018                         goto restart;
1019                 }
1020                 if (td->td_wchan == qp->ident0)
1021                         wids |= 1;
1022                 else if (td->td_wchan == qp->ident1)
1023                         wids |= 2;
1024                 else if (td->td_wchan == qp->ident2)
1025                         wids |= 4;
1026                 else if (td->td_wchan == qp->ident3)
1027                         wids |= 8;
1028                 else
1029                         wids |= 16;     /* force ident0 to be retained (-1) */
1030         }
1031
1032         /*
1033          * Because a bunch of cpumask array entries cover the same queue, it
1034          * is possible for our bit to remain set in some of them and cause
1035          * spurious wakeup IPIs later on.  Make sure that the bit is cleared
1036          * when a spurious IPI occurs to prevent further spurious IPIs.
1037          */
1038         if (TAILQ_FIRST(&qp->queue) == NULL) {
1039                 ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(slpque_cpumasks[cid], gd->gd_cpuid);
1040                 qp->ident0 = NULL;
1041                 qp->ident1 = NULL;
1042                 qp->ident2 = NULL;
1043                 qp->ident3 = NULL;
1044         } else {
1045                 if ((wids & 1) == 0) {
1046                         if ((wids & 16) == 0) {
1047                                 qp->ident0 = NULL;
1048                         } else {
1049                                 KKASSERT(qp->ident0 == (void *)(intptr_t)-1);
1050                         }
1051                 }
1052                 if ((wids & 2) == 0)
1053                         qp->ident1 = NULL;
1054                 if ((wids & 4) == 0)
1055                         qp->ident2 = NULL;
1056                 if ((wids & 8) == 0)
1057                         qp->ident3 = NULL;
1058         }
1059
1060         /*
1061          * We finished checking the current cpu but there still may be
1062          * more work to do.  Either wakeup_one was requested and no matching
1063          * thread was found, or a normal wakeup was requested and we have
1064          * to continue checking cpus.
1065          *
1066          * It should be noted that this scheme is actually less expensive then
1067          * the old scheme when waking up multiple threads, since we send 
1068          * only one IPI message per target candidate which may then schedule
1069          * multiple threads.  Before we could have wound up sending an IPI
1070          * message for each thread on the target cpu (!= current cpu) that
1071          * needed to be woken up.
1072          *
1073          * NOTE: Wakeups occuring on remote cpus are asynchronous.  This
1074          *       should be ok since we are passing idents in the IPI rather
1075          *       then thread pointers.
1076          *
1077          * NOTE: We MUST mfence (or use an atomic op) prior to reading
1078          *       the cpumask, as another cpu may have written to it in
1079          *       a fashion interlocked with whatever the caller did before
1080          *       calling wakeup().  Otherwise we might miss the interaction
1081          *       (kern_mutex.c can cause this problem).
1082          *
1083          *       lfence is insufficient as it may allow a written state to
1084          *       reorder around the cpumask load.
1085          */
1086         if ((domain & PWAKEUP_MYCPU) == 0) {
1087                 globaldata_t tgd;
1088                 const volatile void *id0;
1089                 int n;
1090
1091                 cpu_mfence();
1092                 /* cpu_lfence(); */
1093                 mask = slpque_cpumasks[cid];
1094                 CPUMASK_ANDMASK(mask, gd->gd_other_cpus);
1095                 while (CPUMASK_TESTNZERO(mask)) {
1096                         n = BSRCPUMASK(mask);
1097                         CPUMASK_NANDBIT(mask, n);
1098                         tgd = globaldata_find(n);
1099
1100                         /*
1101                          * Both ident0 compares must from a single load
1102                          * to avoid ident0 update races crossing the two
1103                          * compares.
1104                          */
1105                         qp = &tgd->gd_tsleep_hash[gid];
1106                         id0 = qp->ident0;
1107                         cpu_ccfence();
1108                         if (id0 == (void *)(intptr_t)-1) {
1109                                 lwkt_send_ipiq2(tgd, _wakeup, ident,
1110                                                 domain | PWAKEUP_MYCPU);
1111                                 ++tgd->gd_cnt.v_wakeup_colls;
1112                         } else if (id0 == ident ||
1113                                    qp->ident1 == ident ||
1114                                    qp->ident2 == ident ||
1115                                    qp->ident3 == ident) {
1116                                 lwkt_send_ipiq2(tgd, _wakeup, ident,
1117                                                 domain | PWAKEUP_MYCPU);
1118                         }
1119                 }
1120 #if 0
1121                 if (CPUMASK_TESTNZERO(mask)) {
1122                         lwkt_send_ipiq2_mask(mask, _wakeup, ident,
1123                                              domain | PWAKEUP_MYCPU);
1124                 }
1125 #endif
1126         }
1127 done:
1128         logtsleep1(wakeup_end);
1129         crit_exit();
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Wakeup all threads tsleep()ing on the specified ident, on all cpus
1134  */
1135 void
1136 wakeup(const volatile void *ident)
1137 {
1138     globaldata_t gd = mycpu;
1139     thread_t td = gd->gd_curthread;
1140
1141     if (td && (td->td_flags & TDF_DELAYED_WAKEUP)) {
1142         /*
1143          * If we are in a delayed wakeup section, record up to two wakeups in
1144          * a per-CPU queue and issue them when we block or exit the delayed
1145          * wakeup section.
1146          */
1147         if (atomic_cmpset_ptr(&gd->gd_delayed_wakeup[0], NULL, ident))
1148                 return;
1149         if (atomic_cmpset_ptr(&gd->gd_delayed_wakeup[1], NULL, ident))
1150                 return;
1151
1152         ident = atomic_swap_ptr(__DEQUALIFY(volatile void **, &gd->gd_delayed_wakeup[1]),
1153                                 __DEALL(ident));
1154         ident = atomic_swap_ptr(__DEQUALIFY(volatile void **, &gd->gd_delayed_wakeup[0]),
1155                                 __DEALL(ident));
1156     }
1157
1158     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, gd->gd_cpuid));
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident, on any cpu.
1163  */
1164 void
1165 wakeup_one(const volatile void *ident)
1166 {
1167     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1168     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) |
1169                             PWAKEUP_ONE);
1170 }
1171
1172 /*
1173  * Wakeup threads tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
1174  * only.
1175  */
1176 void
1177 wakeup_mycpu(const volatile void *ident)
1178 {
1179     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) |
1180                             PWAKEUP_MYCPU);
1181 }
1182
1183 /*
1184  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
1185  * only.
1186  */
1187 void
1188 wakeup_mycpu_one(const volatile void *ident)
1189 {
1190     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1191     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) |
1192                             PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Wakeup all thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
1197  * only.
1198  */
1199 void
1200 wakeup_oncpu(globaldata_t gd, const volatile void *ident)
1201 {
1202     globaldata_t mygd = mycpu;
1203     if (gd == mycpu) {
1204         _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mygd->gd_cpuid) |
1205                                 PWAKEUP_MYCPU);
1206     } else {
1207         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, __DEALL(ident),
1208                         PWAKEUP_ENCODE(0, mygd->gd_cpuid) |
1209                         PWAKEUP_MYCPU);
1210     }
1211 }
1212
1213 /*
1214  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
1215  * only.
1216  */
1217 void
1218 wakeup_oncpu_one(globaldata_t gd, const volatile void *ident)
1219 {
1220     globaldata_t mygd = mycpu;
1221     if (gd == mygd) {
1222         _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mygd->gd_cpuid) |
1223                                 PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1224     } else {
1225         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, __DEALL(ident),
1226                         PWAKEUP_ENCODE(0, mygd->gd_cpuid) |
1227                         PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1228     }
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Wakeup all threads waiting on the specified ident that slept using
1233  * the specified domain, on all cpus.
1234  */
1235 void
1236 wakeup_domain(const volatile void *ident, int domain)
1237 {
1238     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid));
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Wakeup one thread waiting on the specified ident that slept using
1243  * the specified  domain, on any cpu.
1244  */
1245 void
1246 wakeup_domain_one(const volatile void *ident, int domain)
1247 {
1248     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1249     _wakeup(__DEALL(ident),
1250             PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
1251 }
1252
1253 void
1254 wakeup_start_delayed(void)
1255 {
1256     globaldata_t gd = mycpu;
1257
1258     crit_enter();
1259     gd->gd_curthread->td_flags |= TDF_DELAYED_WAKEUP;
1260     crit_exit();
1261 }
1262
1263 void
1264 wakeup_end_delayed(void)
1265 {
1266     globaldata_t gd = mycpu;
1267
1268     if (gd->gd_curthread->td_flags & TDF_DELAYED_WAKEUP) {
1269         crit_enter();
1270         gd->gd_curthread->td_flags &= ~TDF_DELAYED_WAKEUP;
1271         if (gd->gd_delayed_wakeup[0] || gd->gd_delayed_wakeup[1]) {
1272             if (gd->gd_delayed_wakeup[0]) {
1273                     wakeup(gd->gd_delayed_wakeup[0]);
1274                     gd->gd_delayed_wakeup[0] = NULL;
1275             }
1276             if (gd->gd_delayed_wakeup[1]) {
1277                     wakeup(gd->gd_delayed_wakeup[1]);
1278                     gd->gd_delayed_wakeup[1] = NULL;
1279             }
1280         }
1281         crit_exit();
1282     }
1283 }
1284
1285 /*
1286  * setrunnable()
1287  *
1288  * Make a process runnable.  lp->lwp_token must be held on call and this
1289  * function must be called from the cpu owning lp.
1290  *
1291  * This only has an effect if we are in LSSTOP or LSSLEEP.
1292  */
1293 void
1294 setrunnable(struct lwp *lp)
1295 {
1296         thread_t td = lp->lwp_thread;
1297
1298         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&lp->lwp_token);
1299         KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
1300         crit_enter();
1301         if (lp->lwp_stat == LSSTOP)
1302                 lp->lwp_stat = LSSLEEP;
1303         if (lp->lwp_stat == LSSLEEP) {
1304                 _tsleep_remove(td);
1305                 lwkt_schedule(td);
1306         } else if (td->td_flags & TDF_SINTR) {
1307                 lwkt_schedule(td);
1308         }
1309         crit_exit();
1310 }
1311
1312 /*
1313  * The process is stopped due to some condition, usually because p_stat is
1314  * set to SSTOP, but also possibly due to being traced.  
1315  *
1316  * Caller must hold p->p_token
1317  *
1318  * NOTE!  If the caller sets SSTOP, the caller must also clear P_WAITED
1319  * because the parent may check the child's status before the child actually
1320  * gets to this routine.
1321  *
1322  * This routine is called with the current lwp only, typically just
1323  * before returning to userland if the process state is detected as
1324  * possibly being in a stopped state.
1325  */
1326 void
1327 tstop(void)
1328 {
1329         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
1330         struct proc *p = lp->lwp_proc;
1331         struct proc *q;
1332
1333         lwkt_gettoken(&lp->lwp_token);
1334         crit_enter();
1335
1336         /*
1337          * If LWP_MP_WSTOP is set, we were sleeping
1338          * while our process was stopped.  At this point
1339          * we were already counted as stopped.
1340          */
1341         if ((lp->lwp_mpflags & LWP_MP_WSTOP) == 0) {
1342                 /*
1343                  * If we're the last thread to stop, signal
1344                  * our parent.
1345                  */
1346                 p->p_nstopped++;
1347                 atomic_set_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_WSTOP);
1348                 wakeup(&p->p_nstopped);
1349                 if (p->p_nstopped == p->p_nthreads) {
1350                         /*
1351                          * Token required to interlock kern_wait()
1352                          */
1353                         q = p->p_pptr;
1354                         PHOLD(q);
1355                         lwkt_gettoken(&q->p_token);
1356                         p->p_flags &= ~P_WAITED;
1357                         wakeup(p->p_pptr);
1358                         if ((q->p_sigacts->ps_flag & PS_NOCLDSTOP) == 0)
1359                                 ksignal(q, SIGCHLD);
1360                         lwkt_reltoken(&q->p_token);
1361                         PRELE(q);
1362                 }
1363         }
1364
1365         /*
1366          * Wait here while in a stopped state, interlocked with lwp_token.
1367          * We must break-out if the whole process is trying to exit.
1368          */
1369         while (STOPLWP(p, lp)) {
1370                 lp->lwp_stat = LSSTOP;
1371                 tsleep(p, 0, "stop", 0);
1372         }
1373         p->p_nstopped--;
1374         atomic_clear_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_WSTOP);
1375         crit_exit();
1376         lwkt_reltoken(&lp->lwp_token);
1377 }
1378
1379 /*
1380  * Compute a tenex style load average of a quantity on
1381  * 1, 5 and 15 minute intervals.  This is a pcpu callout.
1382  *
1383  * We segment the lwp scan on a pcpu basis.  This does NOT
1384  * mean the associated lwps are on this cpu, it is done
1385  * just to break the work up.
1386  *
1387  * The callout on cpu0 rolls up the stats from the other
1388  * cpus.
1389  */
1390 static int loadav_count_runnable(struct lwp *p, void *data);
1391
1392 static void
1393 loadav(void *arg)
1394 {
1395         globaldata_t gd = mycpu;
1396         struct loadavg *avg;
1397         int i, nrun;
1398
1399         nrun = 0;
1400         alllwp_scan(loadav_count_runnable, &nrun, 1);
1401         gd->gd_loadav_nrunnable = nrun;
1402         if (gd->gd_cpuid == 0) {
1403                 avg = &averunnable;
1404                 nrun = 0;
1405                 for (i = 0; i < ncpus; ++i)
1406                         nrun += globaldata_find(i)->gd_loadav_nrunnable;
1407                 for (i = 0; i < 3; i++) {
1408                         avg->ldavg[i] = (cexp[i] * avg->ldavg[i] +
1409                             (long)nrun * FSCALE * (FSCALE - cexp[i])) >> FSHIFT;
1410                 }
1411         }
1412
1413         /*
1414          * Schedule the next update to occur after 5 seconds, but add a
1415          * random variation to avoid synchronisation with processes that
1416          * run at regular intervals.
1417          */
1418         callout_reset(&gd->gd_loadav_callout,
1419                       hz * 4 + (int)(krandom() % (hz * 2 + 1)),
1420                       loadav, NULL);
1421 }
1422
1423 static int
1424 loadav_count_runnable(struct lwp *lp, void *data)
1425 {
1426         int *nrunp = data;
1427         thread_t td;
1428
1429         switch (lp->lwp_stat) {
1430         case LSRUN:
1431                 if ((td = lp->lwp_thread) == NULL)
1432                         break;
1433                 if (td->td_flags & TDF_BLOCKED)
1434                         break;
1435                 ++*nrunp;
1436                 break;
1437         default:
1438                 break;
1439         }
1440         lwkt_yield();
1441         return(0);
1442 }
1443
1444 /*
1445  * Regular data collection
1446  */
1447 static uint64_t
1448 collect_load_callback(int n)
1449 {
1450         int fscale = averunnable.fscale;
1451
1452         return ((averunnable.ldavg[0] * 100 + (fscale >> 1)) / fscale);
1453 }
1454
1455 static void
1456 sched_setup(void *dummy __unused)
1457 {
1458         globaldata_t save_gd = mycpu;
1459         globaldata_t gd;
1460         int n;
1461
1462         kcollect_register(KCOLLECT_LOAD, "load", collect_load_callback,
1463                           KCOLLECT_SCALE(KCOLLECT_LOAD_FORMAT, 0));
1464
1465         /*
1466          * Kick off timeout driven events by calling first time.  We
1467          * split the work across available cpus to help scale it,
1468          * it can eat a lot of cpu when there are a lot of processes
1469          * on the system.
1470          */
1471         for (n = 0; n < ncpus; ++n) {
1472                 gd = globaldata_find(n);
1473                 lwkt_setcpu_self(gd);
1474                 callout_init_mp(&gd->gd_loadav_callout);
1475                 callout_init_mp(&gd->gd_schedcpu_callout);
1476                 schedcpu(NULL);
1477                 loadav(NULL);
1478         }
1479         lwkt_setcpu_self(save_gd);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Extremely early initialization, dummy-up the tables so we don't have
1484  * to conditionalize for NULL in _wakeup() and tsleep_interlock().  Even
1485  * though the system isn't blocking this early, these functions still
1486  * try to access the hash table.
1487  *
1488  * This setup will be overridden once sched_dyninit() -> sleep_gdinit()
1489  * is called.
1490  */
1491 void
1492 sleep_early_gdinit(globaldata_t gd)
1493 {
1494         static struct tslpque   dummy_slpque;
1495         static cpumask_t dummy_cpumasks;
1496
1497         slpque_tablesize = 1;
1498         gd->gd_tsleep_hash = &dummy_slpque;
1499         slpque_cpumasks = &dummy_cpumasks;
1500         TAILQ_INIT(&dummy_slpque.queue);
1501 }
1502
1503 /*
1504  * PCPU initialization.  Called after KMALLOC is operational, by
1505  * sched_dyninit() for cpu 0, and by mi_gdinit() for other cpus later.
1506  *
1507  * WARNING! The pcpu hash table is smaller than the global cpumask
1508  *          hash table, which can save us a lot of memory when maxproc
1509  *          is set high.
1510  */
1511 void
1512 sleep_gdinit(globaldata_t gd)
1513 {
1514         struct thread *td;
1515         size_t hash_size;
1516         uint32_t n;
1517         uint32_t i;
1518
1519         /*
1520          * This shouldn't happen, that is there shouldn't be any threads
1521          * waiting on the dummy tsleep queue this early in the boot.
1522          */
1523         if (gd->gd_cpuid == 0) {
1524                 struct tslpque *qp = &gd->gd_tsleep_hash[0];
1525                 TAILQ_FOREACH(td, &qp->queue, td_sleepq) {
1526                         kprintf("SLEEP_GDINIT SWITCH %s\n", td->td_comm);
1527                 }
1528         }
1529
1530         /*
1531          * Note that we have to allocate one extra slot because we are
1532          * shifting a modulo value.  TCHASHSHIFT(slpque_tablesize - 1) can
1533          * return the same value as TCHASHSHIFT(slpque_tablesize).
1534          */
1535         n = TCHASHSHIFT(slpque_tablesize) + 1;
1536
1537         hash_size = sizeof(struct tslpque) * n;
1538         gd->gd_tsleep_hash = (void *)kmem_alloc3(&kernel_map, hash_size,
1539                                                  VM_SUBSYS_GD,
1540                                                  KM_CPU(gd->gd_cpuid));
1541         memset(gd->gd_tsleep_hash, 0, hash_size);
1542         for (i = 0; i < n; ++i)
1543                 TAILQ_INIT(&gd->gd_tsleep_hash[i].queue);
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Dynamic initialization after the memory system is operational.
1548  */
1549 static void
1550 sched_dyninit(void *dummy __unused)
1551 {
1552         int tblsize;
1553         int tblsize2;
1554         int n;
1555
1556         /*
1557          * Calculate table size for slpque hash.  We want a prime number
1558          * large enough to avoid overloading slpque_cpumasks when the
1559          * system has a large number of sleeping processes, which will
1560          * spam IPIs on wakeup().
1561          *
1562          * While it is true this is really a per-lwp factor, generally
1563          * speaking the maxproc limit is a good metric to go by.
1564          */
1565         for (tblsize = maxproc | 1; ; tblsize += 2) {
1566                 if (tblsize % 3 == 0)
1567                         continue;
1568                 if (tblsize % 5 == 0)
1569                         continue;
1570                 tblsize2 = (tblsize / 2) | 1;
1571                 for (n = 7; n < tblsize2; n += 2) {
1572                         if (tblsize % n == 0)
1573                                 break;
1574                 }
1575                 if (n == tblsize2)
1576                         break;
1577         }
1578
1579         /*
1580          * PIDs are currently limited to 6 digits.  Cap the table size
1581          * at double this.
1582          */
1583         if (tblsize > 2000003)
1584                 tblsize = 2000003;
1585
1586         slpque_tablesize = tblsize;
1587         slpque_cpumasks = kmalloc(sizeof(*slpque_cpumasks) * slpque_tablesize,
1588                                   M_TSLEEP, M_WAITOK | M_ZERO);
1589         sleep_gdinit(mycpu);
1590 }