fac44828e5426abb55876c1323ba65108959fb89
[dragonfly.git] / sys / kern / lwkt_thread.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003,2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3  * 
4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
6  * 
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *    the documentation and/or other materials provided with the
16  *    distribution.
17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *    from this software without specific, prior written permission.
20  * 
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  * 
34  * $DragonFly: src/sys/kern/lwkt_thread.c,v 1.120 2008/10/26 04:29:19 sephe Exp $
35  */
36
37 /*
38  * Each cpu in a system has its own self-contained light weight kernel
39  * thread scheduler, which means that generally speaking we only need
40  * to use a critical section to avoid problems.  Foreign thread 
41  * scheduling is queued via (async) IPIs.
42  */
43 #include "opt_ddb.h"
44
45 #include <sys/param.h>
46 #include <sys/systm.h>
47 #include <sys/kernel.h>
48 #include <sys/proc.h>
49 #include <sys/rtprio.h>
50 #include <sys/queue.h>
51 #include <sys/sysctl.h>
52 #include <sys/kthread.h>
53 #include <machine/cpu.h>
54 #include <sys/lock.h>
55 #include <sys/caps.h>
56 #include <sys/spinlock.h>
57 #include <sys/ktr.h>
58
59 #include <sys/thread2.h>
60 #include <sys/spinlock2.h>
61
62 #include <vm/vm.h>
63 #include <vm/vm_param.h>
64 #include <vm/vm_kern.h>
65 #include <vm/vm_object.h>
66 #include <vm/vm_page.h>
67 #include <vm/vm_map.h>
68 #include <vm/vm_pager.h>
69 #include <vm/vm_extern.h>
70
71 #include <machine/stdarg.h>
72 #include <machine/smp.h>
73
74 #ifdef DDB
75 #include <ddb/ddb.h>
76 #endif
77
78 static MALLOC_DEFINE(M_THREAD, "thread", "lwkt threads");
79
80 static int untimely_switch = 0;
81 #ifdef  INVARIANTS
82 static int panic_on_cscount = 0;
83 #endif
84 static __int64_t switch_count = 0;
85 static __int64_t preempt_hit = 0;
86 static __int64_t preempt_miss = 0;
87 static __int64_t preempt_weird = 0;
88 static __int64_t token_contention_count = 0;
89 static __int64_t mplock_contention_count = 0;
90 static int lwkt_use_spin_port;
91 static int chain_mplock = 0;
92 static struct objcache *thread_cache;
93
94 volatile cpumask_t mp_lock_contention_mask;
95
96 /*
97  * We can make all thread ports use the spin backend instead of the thread
98  * backend.  This should only be set to debug the spin backend.
99  */
100 TUNABLE_INT("lwkt.use_spin_port", &lwkt_use_spin_port);
101
102 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, untimely_switch, CTLFLAG_RW, &untimely_switch, 0, "");
103 #ifdef  INVARIANTS
104 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_on_cscount, CTLFLAG_RW, &panic_on_cscount, 0, "");
105 #endif
106 #ifdef SMP
107 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, chain_mplock, CTLFLAG_RW, &chain_mplock, 0, "");
108 #endif
109 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, switch_count, CTLFLAG_RW, &switch_count, 0, "");
110 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_hit, CTLFLAG_RW, &preempt_hit, 0, "");
111 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_miss, CTLFLAG_RW, &preempt_miss, 0, "");
112 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_weird, CTLFLAG_RW, &preempt_weird, 0, "");
113 #ifdef  INVARIANTS
114 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, token_contention_count, CTLFLAG_RW,
115         &token_contention_count, 0, "spinning due to token contention");
116 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, mplock_contention_count, CTLFLAG_RW,
117         &mplock_contention_count, 0, "spinning due to MPLOCK contention");
118 #endif
119
120 /*
121  * Kernel Trace
122  */
123 #if !defined(KTR_GIANT_CONTENTION)
124 #define KTR_GIANT_CONTENTION    KTR_ALL
125 #endif
126
127 KTR_INFO_MASTER(giant);
128 KTR_INFO(KTR_GIANT_CONTENTION, giant, beg, 0, "thread=%p", sizeof(void *));
129 KTR_INFO(KTR_GIANT_CONTENTION, giant, end, 1, "thread=%p", sizeof(void *));
130
131 #define loggiant(name)  KTR_LOG(giant_ ## name, curthread)
132
133 /*
134  * These helper procedures handle the runq, they can only be called from
135  * within a critical section.
136  *
137  * WARNING!  Prior to SMP being brought up it is possible to enqueue and
138  * dequeue threads belonging to other cpus, so be sure to use td->td_gd
139  * instead of 'mycpu' when referencing the globaldata structure.   Once
140  * SMP live enqueuing and dequeueing only occurs on the current cpu.
141  */
142 static __inline
143 void
144 _lwkt_dequeue(thread_t td)
145 {
146     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
147         int nq = td->td_pri & TDPRI_MASK;
148         struct globaldata *gd = td->td_gd;
149
150         td->td_flags &= ~TDF_RUNQ;
151         TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], td, td_threadq);
152         /* runqmask is passively cleaned up by the switcher */
153     }
154 }
155
156 static __inline
157 void
158 _lwkt_enqueue(thread_t td)
159 {
160     if ((td->td_flags & (TDF_RUNQ|TDF_MIGRATING|TDF_TSLEEPQ|TDF_BLOCKQ)) == 0) {
161         int nq = td->td_pri & TDPRI_MASK;
162         struct globaldata *gd = td->td_gd;
163
164         td->td_flags |= TDF_RUNQ;
165         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], td, td_threadq);
166         gd->gd_runqmask |= 1 << nq;
167     }
168 }
169
170 static __boolean_t
171 _lwkt_thread_ctor(void *obj, void *privdata, int ocflags)
172 {
173         struct thread *td = (struct thread *)obj;
174
175         td->td_kstack = NULL;
176         td->td_kstack_size = 0;
177         td->td_flags = TDF_ALLOCATED_THREAD;
178         return (1);
179 }
180
181 static void
182 _lwkt_thread_dtor(void *obj, void *privdata)
183 {
184         struct thread *td = (struct thread *)obj;
185
186         KASSERT(td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD,
187             ("_lwkt_thread_dtor: not allocated from objcache"));
188         KASSERT((td->td_flags & TDF_ALLOCATED_STACK) && td->td_kstack &&
189                 td->td_kstack_size > 0,
190             ("_lwkt_thread_dtor: corrupted stack"));
191         kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)td->td_kstack, td->td_kstack_size);
192 }
193
194 /*
195  * Initialize the lwkt s/system.
196  */
197 void
198 lwkt_init(void)
199 {
200     /* An objcache has 2 magazines per CPU so divide cache size by 2. */
201     thread_cache = objcache_create_mbacked(M_THREAD, sizeof(struct thread),
202                         NULL, CACHE_NTHREADS/2,
203                         _lwkt_thread_ctor, _lwkt_thread_dtor, NULL);
204 }
205
206 /*
207  * Schedule a thread to run.  As the current thread we can always safely
208  * schedule ourselves, and a shortcut procedure is provided for that
209  * function.
210  *
211  * (non-blocking, self contained on a per cpu basis)
212  */
213 void
214 lwkt_schedule_self(thread_t td)
215 {
216     crit_enter_quick(td);
217     KASSERT(td != &td->td_gd->gd_idlethread, ("lwkt_schedule_self(): scheduling gd_idlethread is illegal!"));
218     KKASSERT(td->td_lwp == NULL || (td->td_lwp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
219     _lwkt_enqueue(td);
220     crit_exit_quick(td);
221 }
222
223 /*
224  * Deschedule a thread.
225  *
226  * (non-blocking, self contained on a per cpu basis)
227  */
228 void
229 lwkt_deschedule_self(thread_t td)
230 {
231     crit_enter_quick(td);
232     _lwkt_dequeue(td);
233     crit_exit_quick(td);
234 }
235
236 /*
237  * LWKTs operate on a per-cpu basis
238  *
239  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
240  */
241 void
242 lwkt_gdinit(struct globaldata *gd)
243 {
244     int i;
245
246     for (i = 0; i < sizeof(gd->gd_tdrunq)/sizeof(gd->gd_tdrunq[0]); ++i)
247         TAILQ_INIT(&gd->gd_tdrunq[i]);
248     gd->gd_runqmask = 0;
249     TAILQ_INIT(&gd->gd_tdallq);
250 }
251
252 /*
253  * Create a new thread.  The thread must be associated with a process context
254  * or LWKT start address before it can be scheduled.  If the target cpu is
255  * -1 the thread will be created on the current cpu.
256  *
257  * If you intend to create a thread without a process context this function
258  * does everything except load the startup and switcher function.
259  */
260 thread_t
261 lwkt_alloc_thread(struct thread *td, int stksize, int cpu, int flags)
262 {
263     globaldata_t gd = mycpu;
264     void *stack;
265
266     /*
267      * If static thread storage is not supplied allocate a thread.  Reuse
268      * a cached free thread if possible.  gd_freetd is used to keep an exiting
269      * thread intact through the exit.
270      */
271     if (td == NULL) {
272         if ((td = gd->gd_freetd) != NULL)
273             gd->gd_freetd = NULL;
274         else
275             td = objcache_get(thread_cache, M_WAITOK);
276         KASSERT((td->td_flags &
277                  (TDF_ALLOCATED_THREAD|TDF_RUNNING)) == TDF_ALLOCATED_THREAD,
278                 ("lwkt_alloc_thread: corrupted td flags 0x%X", td->td_flags));
279         flags |= td->td_flags & (TDF_ALLOCATED_THREAD|TDF_ALLOCATED_STACK);
280     }
281
282     /*
283      * Try to reuse cached stack.
284      */
285     if ((stack = td->td_kstack) != NULL && td->td_kstack_size != stksize) {
286         if (flags & TDF_ALLOCATED_STACK) {
287             kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)stack, td->td_kstack_size);
288             stack = NULL;
289         }
290     }
291     if (stack == NULL) {
292         stack = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, stksize);
293         flags |= TDF_ALLOCATED_STACK;
294     }
295     if (cpu < 0)
296         lwkt_init_thread(td, stack, stksize, flags, gd);
297     else
298         lwkt_init_thread(td, stack, stksize, flags, globaldata_find(cpu));
299     return(td);
300 }
301
302 /*
303  * Initialize a preexisting thread structure.  This function is used by
304  * lwkt_alloc_thread() and also used to initialize the per-cpu idlethread.
305  *
306  * All threads start out in a critical section at a priority of
307  * TDPRI_KERN_DAEMON.  Higher level code will modify the priority as
308  * appropriate.  This function may send an IPI message when the 
309  * requested cpu is not the current cpu and consequently gd_tdallq may
310  * not be initialized synchronously from the point of view of the originating
311  * cpu.
312  *
313  * NOTE! we have to be careful in regards to creating threads for other cpus
314  * if SMP has not yet been activated.
315  */
316 #ifdef SMP
317
318 static void
319 lwkt_init_thread_remote(void *arg)
320 {
321     thread_t td = arg;
322
323     /*
324      * Protected by critical section held by IPI dispatch
325      */
326     TAILQ_INSERT_TAIL(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq);
327 }
328
329 #endif
330
331 void
332 lwkt_init_thread(thread_t td, void *stack, int stksize, int flags,
333                 struct globaldata *gd)
334 {
335     globaldata_t mygd = mycpu;
336
337     bzero(td, sizeof(struct thread));
338     td->td_kstack = stack;
339     td->td_kstack_size = stksize;
340     td->td_flags = flags;
341     td->td_gd = gd;
342     td->td_pri = TDPRI_KERN_DAEMON + TDPRI_CRIT;
343 #ifdef SMP
344     if ((flags & TDF_MPSAFE) == 0)
345         td->td_mpcount = 1;
346 #endif
347     if (lwkt_use_spin_port)
348         lwkt_initport_spin(&td->td_msgport);
349     else
350         lwkt_initport_thread(&td->td_msgport, td);
351     pmap_init_thread(td);
352 #ifdef SMP
353     /*
354      * Normally initializing a thread for a remote cpu requires sending an
355      * IPI.  However, the idlethread is setup before the other cpus are
356      * activated so we have to treat it as a special case.  XXX manipulation
357      * of gd_tdallq requires the BGL.
358      */
359     if (gd == mygd || td == &gd->gd_idlethread) {
360         crit_enter_gd(mygd);
361         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
362         crit_exit_gd(mygd);
363     } else {
364         lwkt_send_ipiq(gd, lwkt_init_thread_remote, td);
365     }
366 #else
367     crit_enter_gd(mygd);
368     TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
369     crit_exit_gd(mygd);
370 #endif
371 }
372
373 void
374 lwkt_set_comm(thread_t td, const char *ctl, ...)
375 {
376     __va_list va;
377
378     __va_start(va, ctl);
379     kvsnprintf(td->td_comm, sizeof(td->td_comm), ctl, va);
380     __va_end(va);
381 }
382
383 void
384 lwkt_hold(thread_t td)
385 {
386     ++td->td_refs;
387 }
388
389 void
390 lwkt_rele(thread_t td)
391 {
392     KKASSERT(td->td_refs > 0);
393     --td->td_refs;
394 }
395
396 void
397 lwkt_wait_free(thread_t td)
398 {
399     while (td->td_refs)
400         tsleep(td, 0, "tdreap", hz);
401 }
402
403 void
404 lwkt_free_thread(thread_t td)
405 {
406     KASSERT((td->td_flags & TDF_RUNNING) == 0,
407         ("lwkt_free_thread: did not exit! %p", td));
408
409     if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD) {
410         objcache_put(thread_cache, td);
411     } else if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_STACK) {
412         /* client-allocated struct with internally allocated stack */
413         KASSERT(td->td_kstack && td->td_kstack_size > 0,
414             ("lwkt_free_thread: corrupted stack"));
415         kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)td->td_kstack, td->td_kstack_size);
416         td->td_kstack = NULL;
417         td->td_kstack_size = 0;
418     }
419 }
420
421
422 /*
423  * Switch to the next runnable lwkt.  If no LWKTs are runnable then 
424  * switch to the idlethread.  Switching must occur within a critical
425  * section to avoid races with the scheduling queue.
426  *
427  * We always have full control over our cpu's run queue.  Other cpus
428  * that wish to manipulate our queue must use the cpu_*msg() calls to
429  * talk to our cpu, so a critical section is all that is needed and
430  * the result is very, very fast thread switching.
431  *
432  * The LWKT scheduler uses a fixed priority model and round-robins at
433  * each priority level.  User process scheduling is a totally
434  * different beast and LWKT priorities should not be confused with
435  * user process priorities.
436  *
437  * The MP lock may be out of sync with the thread's td_mpcount.  lwkt_switch()
438  * cleans it up.  Note that the td_switch() function cannot do anything that
439  * requires the MP lock since the MP lock will have already been setup for
440  * the target thread (not the current thread).  It's nice to have a scheduler
441  * that does not need the MP lock to work because it allows us to do some
442  * really cool high-performance MP lock optimizations.
443  *
444  * PREEMPTION NOTE: Preemption occurs via lwkt_preempt().  lwkt_switch()
445  * is not called by the current thread in the preemption case, only when
446  * the preempting thread blocks (in order to return to the original thread).
447  */
448 void
449 lwkt_switch(void)
450 {
451     globaldata_t gd = mycpu;
452     thread_t td = gd->gd_curthread;
453     thread_t ntd;
454 #ifdef SMP
455     int mpheld;
456 #endif
457
458     /*
459      * Switching from within a 'fast' (non thread switched) interrupt or IPI
460      * is illegal.  However, we may have to do it anyway if we hit a fatal
461      * kernel trap or we have paniced.
462      *
463      * If this case occurs save and restore the interrupt nesting level.
464      */
465     if (gd->gd_intr_nesting_level) {
466         int savegdnest;
467         int savegdtrap;
468
469         if (gd->gd_trap_nesting_level == 0 && panicstr == NULL) {
470             panic("lwkt_switch: cannot switch from within "
471                   "a fast interrupt, yet, td %p\n", td);
472         } else {
473             savegdnest = gd->gd_intr_nesting_level;
474             savegdtrap = gd->gd_trap_nesting_level;
475             gd->gd_intr_nesting_level = 0;
476             gd->gd_trap_nesting_level = 0;
477             if ((td->td_flags & TDF_PANICWARN) == 0) {
478                 td->td_flags |= TDF_PANICWARN;
479                 kprintf("Warning: thread switch from interrupt or IPI, "
480                         "thread %p (%s)\n", td, td->td_comm);
481 #ifdef DDB
482                 db_print_backtrace();
483 #endif
484             }
485             lwkt_switch();
486             gd->gd_intr_nesting_level = savegdnest;
487             gd->gd_trap_nesting_level = savegdtrap;
488             return;
489         }
490     }
491
492     /*
493      * Passive release (used to transition from user to kernel mode
494      * when we block or switch rather then when we enter the kernel).
495      * This function is NOT called if we are switching into a preemption
496      * or returning from a preemption.  Typically this causes us to lose
497      * our current process designation (if we have one) and become a true
498      * LWKT thread, and may also hand the current process designation to
499      * another process and schedule thread.
500      */
501     if (td->td_release)
502             td->td_release(td);
503
504     crit_enter_gd(gd);
505     if (td->td_toks)
506             lwkt_relalltokens(td);
507
508     /*
509      * We had better not be holding any spin locks, but don't get into an
510      * endless panic loop.
511      */
512     KASSERT(gd->gd_spinlock_rd == NULL || panicstr != NULL, 
513             ("lwkt_switch: still holding a shared spinlock %p!", 
514              gd->gd_spinlock_rd));
515     KASSERT(gd->gd_spinlocks_wr == 0 || panicstr != NULL, 
516             ("lwkt_switch: still holding %d exclusive spinlocks!",
517              gd->gd_spinlocks_wr));
518
519
520 #ifdef SMP
521     /*
522      * td_mpcount cannot be used to determine if we currently hold the
523      * MP lock because get_mplock() will increment it prior to attempting
524      * to get the lock, and switch out if it can't.  Our ownership of 
525      * the actual lock will remain stable while we are in a critical section
526      * (but, of course, another cpu may own or release the lock so the
527      * actual value of mp_lock is not stable).
528      */
529     mpheld = MP_LOCK_HELD();
530 #ifdef  INVARIANTS
531     if (td->td_cscount) {
532         kprintf("Diagnostic: attempt to switch while mastering cpusync: %p\n",
533                 td);
534         if (panic_on_cscount)
535             panic("switching while mastering cpusync");
536     }
537 #endif
538 #endif
539     if ((ntd = td->td_preempted) != NULL) {
540         /*
541          * We had preempted another thread on this cpu, resume the preempted
542          * thread.  This occurs transparently, whether the preempted thread
543          * was scheduled or not (it may have been preempted after descheduling
544          * itself). 
545          *
546          * We have to setup the MP lock for the original thread after backing
547          * out the adjustment that was made to curthread when the original
548          * was preempted.
549          */
550         KKASSERT(ntd->td_flags & TDF_PREEMPT_LOCK);
551 #ifdef SMP
552         if (ntd->td_mpcount && mpheld == 0) {
553             panic("MPLOCK NOT HELD ON RETURN: %p %p %d %d",
554                td, ntd, td->td_mpcount, ntd->td_mpcount);
555         }
556         if (ntd->td_mpcount) {
557             td->td_mpcount -= ntd->td_mpcount;
558             KKASSERT(td->td_mpcount >= 0);
559         }
560 #endif
561         ntd->td_flags |= TDF_PREEMPT_DONE;
562
563         /*
564          * The interrupt may have woken a thread up, we need to properly
565          * set the reschedule flag if the originally interrupted thread is
566          * at a lower priority.
567          */
568         if (gd->gd_runqmask > (2 << (ntd->td_pri & TDPRI_MASK)) - 1)
569             need_lwkt_resched();
570         /* YYY release mp lock on switchback if original doesn't need it */
571     } else {
572         /*
573          * Priority queue / round-robin at each priority.  Note that user
574          * processes run at a fixed, low priority and the user process
575          * scheduler deals with interactions between user processes
576          * by scheduling and descheduling them from the LWKT queue as
577          * necessary.
578          *
579          * We have to adjust the MP lock for the target thread.  If we 
580          * need the MP lock and cannot obtain it we try to locate a
581          * thread that does not need the MP lock.  If we cannot, we spin
582          * instead of HLT.
583          *
584          * A similar issue exists for the tokens held by the target thread.
585          * If we cannot obtain ownership of the tokens we cannot immediately
586          * schedule the thread.
587          */
588
589         /*
590          * If an LWKT reschedule was requested, well that is what we are
591          * doing now so clear it.
592          */
593         clear_lwkt_resched();
594 again:
595         if (gd->gd_runqmask) {
596             int nq = bsrl(gd->gd_runqmask);
597             if ((ntd = TAILQ_FIRST(&gd->gd_tdrunq[nq])) == NULL) {
598                 gd->gd_runqmask &= ~(1 << nq);
599                 goto again;
600             }
601 #ifdef SMP
602             /*
603              * THREAD SELECTION FOR AN SMP MACHINE BUILD
604              *
605              * If the target needs the MP lock and we couldn't get it,
606              * or if the target is holding tokens and we could not 
607              * gain ownership of the tokens, continue looking for a
608              * thread to schedule and spin instead of HLT if we can't.
609              *
610              * NOTE: the mpheld variable invalid after this conditional, it
611              * can change due to both cpu_try_mplock() returning success
612              * AND interactions in lwkt_getalltokens() due to the fact that
613              * we are trying to check the mpcount of a thread other then
614              * the current thread.  Because of this, if the current thread
615              * is not holding td_mpcount, an IPI indirectly run via
616              * lwkt_getalltokens() can obtain and release the MP lock and
617              * cause the core MP lock to be released. 
618              */
619             if ((ntd->td_mpcount && mpheld == 0 && !cpu_try_mplock()) ||
620                 (ntd->td_toks && lwkt_getalltokens(ntd) == 0)
621             ) {
622                 u_int32_t rqmask = gd->gd_runqmask;
623
624                 mpheld = MP_LOCK_HELD();
625                 ntd = NULL;
626                 while (rqmask) {
627                     TAILQ_FOREACH(ntd, &gd->gd_tdrunq[nq], td_threadq) {
628                         if (ntd->td_mpcount && !mpheld && !cpu_try_mplock()) {
629                             /* spinning due to MP lock being held */
630 #ifdef  INVARIANTS
631                             ++mplock_contention_count;
632 #endif
633                             /* mplock still not held, 'mpheld' still valid */
634                             continue;
635                         }
636
637                         /*
638                          * mpheld state invalid after getalltokens call returns
639                          * failure, but the variable is only needed for
640                          * the loop.
641                          */
642                         if (ntd->td_toks && !lwkt_getalltokens(ntd)) {
643                             /* spinning due to token contention */
644 #ifdef  INVARIANTS
645                             ++token_contention_count;
646 #endif
647                             mpheld = MP_LOCK_HELD();
648                             continue;
649                         }
650                         break;
651                     }
652                     if (ntd)
653                         break;
654                     rqmask &= ~(1 << nq);
655                     nq = bsrl(rqmask);
656
657                     /*
658                      * We have two choices. We can either refuse to run a
659                      * user thread when a kernel thread needs the MP lock
660                      * but could not get it, or we can allow it to run but
661                      * then expect an IPI (hopefully) later on to force a
662                      * reschedule when the MP lock might become available.
663                      */
664                     if (nq < TDPRI_KERN_LPSCHED) {
665                         if (chain_mplock == 0)
666                                 break;
667                         atomic_set_int(&mp_lock_contention_mask,
668                                        gd->gd_cpumask);
669                         /* continue loop, allow user threads to be scheduled */
670                     }
671                 }
672                 if (ntd == NULL) {
673                     cpu_mplock_contested();
674                     ntd = &gd->gd_idlethread;
675                     ntd->td_flags |= TDF_IDLE_NOHLT;
676                     goto using_idle_thread;
677                 } else {
678                     ++gd->gd_cnt.v_swtch;
679                     TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
680                     TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
681                 }
682             } else {
683                 ++gd->gd_cnt.v_swtch;
684                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
685                 TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
686             }
687 #else
688             /*
689              * THREAD SELECTION FOR A UP MACHINE BUILD.  We don't have to
690              * worry about tokens or the BGL.  However, we still have
691              * to call lwkt_getalltokens() in order to properly detect
692              * stale tokens.  This call cannot fail for a UP build!
693              */
694             lwkt_getalltokens(ntd);
695             ++gd->gd_cnt.v_swtch;
696             TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
697             TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
698 #endif
699         } else {
700             /*
701              * We have nothing to run but only let the idle loop halt
702              * the cpu if there are no pending interrupts.
703              */
704             ntd = &gd->gd_idlethread;
705             if (gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_MASK)
706                 ntd->td_flags |= TDF_IDLE_NOHLT;
707 #ifdef SMP
708 using_idle_thread:
709             /*
710              * The idle thread should not be holding the MP lock unless we
711              * are trapping in the kernel or in a panic.  Since we select the
712              * idle thread unconditionally when no other thread is available,
713              * if the MP lock is desired during a panic or kernel trap, we
714              * have to loop in the scheduler until we get it.
715              */
716             if (ntd->td_mpcount) {
717                 mpheld = MP_LOCK_HELD();
718                 if (gd->gd_trap_nesting_level == 0 && panicstr == NULL) {
719                     panic("Idle thread %p was holding the BGL!", ntd);
720                 } else if (mpheld == 0) {
721                     cpu_mplock_contested();
722                     goto again;
723                 }
724             }
725 #endif
726         }
727     }
728     KASSERT(ntd->td_pri >= TDPRI_CRIT,
729         ("priority problem in lwkt_switch %d %d", td->td_pri, ntd->td_pri));
730
731     /*
732      * Do the actual switch.  If the new target does not need the MP lock
733      * and we are holding it, release the MP lock.  If the new target requires
734      * the MP lock we have already acquired it for the target.
735      */
736 #ifdef SMP
737     if (ntd->td_mpcount == 0 ) {
738         if (MP_LOCK_HELD())
739             cpu_rel_mplock();
740     } else {
741         ASSERT_MP_LOCK_HELD(ntd);
742     }
743 #endif
744     if (td != ntd) {
745         ++switch_count;
746         td->td_switch(ntd);
747     }
748     /* NOTE: current cpu may have changed after switch */
749     crit_exit_quick(td);
750 }
751
752 /*
753  * Request that the target thread preempt the current thread.  Preemption
754  * only works under a specific set of conditions:
755  *
756  *      - We are not preempting ourselves
757  *      - The target thread is owned by the current cpu
758  *      - We are not currently being preempted
759  *      - The target is not currently being preempted
760  *      - We are not holding any spin locks
761  *      - The target thread is not holding any tokens
762  *      - We are able to satisfy the target's MP lock requirements (if any).
763  *
764  * THE CALLER OF LWKT_PREEMPT() MUST BE IN A CRITICAL SECTION.  Typically
765  * this is called via lwkt_schedule() through the td_preemptable callback.
766  * critpri is the managed critical priority that we should ignore in order
767  * to determine whether preemption is possible (aka usually just the crit
768  * priority of lwkt_schedule() itself).
769  *
770  * XXX at the moment we run the target thread in a critical section during
771  * the preemption in order to prevent the target from taking interrupts
772  * that *WE* can't.  Preemption is strictly limited to interrupt threads
773  * and interrupt-like threads, outside of a critical section, and the
774  * preempted source thread will be resumed the instant the target blocks
775  * whether or not the source is scheduled (i.e. preemption is supposed to
776  * be as transparent as possible).
777  *
778  * The target thread inherits our MP count (added to its own) for the
779  * duration of the preemption in order to preserve the atomicy of the
780  * MP lock during the preemption.  Therefore, any preempting targets must be
781  * careful in regards to MP assertions.  Note that the MP count may be
782  * out of sync with the physical mp_lock, but we do not have to preserve
783  * the original ownership of the lock if it was out of synch (that is, we
784  * can leave it synchronized on return).
785  */
786 void
787 lwkt_preempt(thread_t ntd, int critpri)
788 {
789     struct globaldata *gd = mycpu;
790     thread_t td;
791 #ifdef SMP
792     int mpheld;
793     int savecnt;
794 #endif
795
796     /*
797      * The caller has put us in a critical section.  We can only preempt
798      * if the caller of the caller was not in a critical section (basically
799      * a local interrupt), as determined by the 'critpri' parameter.  We
800      * also can't preempt if the caller is holding any spinlocks (even if
801      * he isn't in a critical section).  This also handles the tokens test.
802      *
803      * YYY The target thread must be in a critical section (else it must
804      * inherit our critical section?  I dunno yet).
805      *
806      * Set need_lwkt_resched() unconditionally for now YYY.
807      */
808     KASSERT(ntd->td_pri >= TDPRI_CRIT, ("BADCRIT0 %d", ntd->td_pri));
809
810     td = gd->gd_curthread;
811     if ((ntd->td_pri & TDPRI_MASK) <= (td->td_pri & TDPRI_MASK)) {
812         ++preempt_miss;
813         return;
814     }
815     if ((td->td_pri & ~TDPRI_MASK) > critpri) {
816         ++preempt_miss;
817         need_lwkt_resched();
818         return;
819     }
820 #ifdef SMP
821     if (ntd->td_gd != gd) {
822         ++preempt_miss;
823         need_lwkt_resched();
824         return;
825     }
826 #endif
827     /*
828      * Take the easy way out and do not preempt if we are holding
829      * any spinlocks.  We could test whether the thread(s) being
830      * preempted interlock against the target thread's tokens and whether
831      * we can get all the target thread's tokens, but this situation 
832      * should not occur very often so its easier to simply not preempt.
833      * Also, plain spinlocks are impossible to figure out at this point so 
834      * just don't preempt.
835      *
836      * Do not try to preempt if the target thread is holding any tokens.
837      * We could try to acquire the tokens but this case is so rare there
838      * is no need to support it.
839      */
840     if (gd->gd_spinlock_rd || gd->gd_spinlocks_wr) {
841         ++preempt_miss;
842         need_lwkt_resched();
843         return;
844     }
845     if (ntd->td_toks) {
846         ++preempt_miss;
847         need_lwkt_resched();
848         return;
849     }
850     if (td == ntd || ((td->td_flags | ntd->td_flags) & TDF_PREEMPT_LOCK)) {
851         ++preempt_weird;
852         need_lwkt_resched();
853         return;
854     }
855     if (ntd->td_preempted) {
856         ++preempt_hit;
857         need_lwkt_resched();
858         return;
859     }
860 #ifdef SMP
861     /*
862      * note: an interrupt might have occured just as we were transitioning
863      * to or from the MP lock.  In this case td_mpcount will be pre-disposed
864      * (non-zero) but not actually synchronized with the actual state of the
865      * lock.  We can use it to imply an MP lock requirement for the
866      * preemption but we cannot use it to test whether we hold the MP lock
867      * or not.
868      */
869     savecnt = td->td_mpcount;
870     mpheld = MP_LOCK_HELD();
871     ntd->td_mpcount += td->td_mpcount;
872     if (mpheld == 0 && ntd->td_mpcount && !cpu_try_mplock()) {
873         ntd->td_mpcount -= td->td_mpcount;
874         ++preempt_miss;
875         need_lwkt_resched();
876         return;
877     }
878 #endif
879
880     /*
881      * Since we are able to preempt the current thread, there is no need to
882      * call need_lwkt_resched().
883      */
884     ++preempt_hit;
885     ntd->td_preempted = td;
886     td->td_flags |= TDF_PREEMPT_LOCK;
887     td->td_switch(ntd);
888
889     KKASSERT(ntd->td_preempted && (td->td_flags & TDF_PREEMPT_DONE));
890 #ifdef SMP
891     KKASSERT(savecnt == td->td_mpcount);
892     mpheld = MP_LOCK_HELD();
893     if (mpheld && td->td_mpcount == 0)
894         cpu_rel_mplock();
895     else if (mpheld == 0 && td->td_mpcount)
896         panic("lwkt_preempt(): MP lock was not held through");
897 #endif
898     ntd->td_preempted = NULL;
899     td->td_flags &= ~(TDF_PREEMPT_LOCK|TDF_PREEMPT_DONE);
900 }
901
902 /*
903  * Yield our thread while higher priority threads are pending.  This is
904  * typically called when we leave a critical section but it can be safely
905  * called while we are in a critical section.
906  *
907  * This function will not generally yield to equal priority threads but it
908  * can occur as a side effect.  Note that lwkt_switch() is called from
909  * inside the critical section to prevent its own crit_exit() from reentering
910  * lwkt_yield_quick().
911  *
912  * gd_reqflags indicates that *something* changed, e.g. an interrupt or softint
913  * came along but was blocked and made pending.
914  *
915  * (self contained on a per cpu basis)
916  */
917 void
918 lwkt_yield_quick(void)
919 {
920     globaldata_t gd = mycpu;
921     thread_t td = gd->gd_curthread;
922
923     /*
924      * gd_reqflags is cleared in splz if the cpl is 0.  If we were to clear
925      * it with a non-zero cpl then we might not wind up calling splz after
926      * a task switch when the critical section is exited even though the
927      * new task could accept the interrupt.
928      *
929      * XXX from crit_exit() only called after last crit section is released.
930      * If called directly will run splz() even if in a critical section.
931      *
932      * td_nest_count prevent deep nesting via splz() or doreti().  Note that
933      * except for this special case, we MUST call splz() here to handle any
934      * pending ints, particularly after we switch, or we might accidently
935      * halt the cpu with interrupts pending.
936      */
937     if (gd->gd_reqflags && td->td_nest_count < 2)
938         splz();
939
940     /*
941      * YYY enabling will cause wakeup() to task-switch, which really
942      * confused the old 4.x code.  This is a good way to simulate
943      * preemption and MP without actually doing preemption or MP, because a
944      * lot of code assumes that wakeup() does not block.
945      */
946     if (untimely_switch && td->td_nest_count == 0 &&
947         gd->gd_intr_nesting_level == 0
948     ) {
949         crit_enter_quick(td);
950         /*
951          * YYY temporary hacks until we disassociate the userland scheduler
952          * from the LWKT scheduler.
953          */
954         if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
955             lwkt_switch();              /* will not reenter yield function */
956         } else {
957             lwkt_schedule_self(td);     /* make sure we are scheduled */
958             lwkt_switch();              /* will not reenter yield function */
959             lwkt_deschedule_self(td);   /* make sure we are descheduled */
960         }
961         crit_exit_noyield(td);
962     }
963 }
964
965 /*
966  * This implements a normal yield which, unlike _quick, will yield to equal
967  * priority threads as well.  Note that gd_reqflags tests will be handled by
968  * the crit_exit() call in lwkt_switch().
969  *
970  * (self contained on a per cpu basis)
971  */
972 void
973 lwkt_yield(void)
974 {
975     lwkt_schedule_self(curthread);
976     lwkt_switch();
977 }
978
979 /*
980  * Return 0 if no runnable threads are pending at the same or higher
981  * priority as the passed thread.
982  *
983  * Return 1 if runnable threads are pending at the same priority.
984  *
985  * Return 2 if runnable threads are pending at a higher priority.
986  */
987 int
988 lwkt_check_resched(thread_t td)
989 {
990         int pri = td->td_pri & TDPRI_MASK;
991
992         if (td->td_gd->gd_runqmask > (2 << pri) - 1)
993                 return(2);
994         if (TAILQ_NEXT(td, td_threadq))
995                 return(1);
996         return(0);
997 }
998
999 /*
1000  * Generic schedule.  Possibly schedule threads belonging to other cpus and
1001  * deal with threads that might be blocked on a wait queue.
1002  *
1003  * We have a little helper inline function which does additional work after
1004  * the thread has been enqueued, including dealing with preemption and
1005  * setting need_lwkt_resched() (which prevents the kernel from returning
1006  * to userland until it has processed higher priority threads).
1007  *
1008  * It is possible for this routine to be called after a failed _enqueue
1009  * (due to the target thread migrating, sleeping, or otherwise blocked).
1010  * We have to check that the thread is actually on the run queue!
1011  *
1012  * reschedok is an optimized constant propagated from lwkt_schedule() or
1013  * lwkt_schedule_noresched().  By default it is non-zero, causing a
1014  * reschedule to be requested if the target thread has a higher priority.
1015  * The port messaging code will set MSG_NORESCHED and cause reschedok to
1016  * be 0, prevented undesired reschedules.
1017  */
1018 static __inline
1019 void
1020 _lwkt_schedule_post(globaldata_t gd, thread_t ntd, int cpri, int reschedok)
1021 {
1022     thread_t otd;
1023
1024     if (ntd->td_flags & TDF_RUNQ) {
1025         if (ntd->td_preemptable && reschedok) {
1026             ntd->td_preemptable(ntd, cpri);     /* YYY +token */
1027         } else if (reschedok) {
1028             otd = curthread;
1029             if ((ntd->td_pri & TDPRI_MASK) > (otd->td_pri & TDPRI_MASK))
1030                 need_lwkt_resched();
1031         }
1032     }
1033 }
1034
1035 static __inline
1036 void
1037 _lwkt_schedule(thread_t td, int reschedok)
1038 {
1039     globaldata_t mygd = mycpu;
1040
1041     KASSERT(td != &td->td_gd->gd_idlethread, ("lwkt_schedule(): scheduling gd_idlethread is illegal!"));
1042     crit_enter_gd(mygd);
1043     KKASSERT(td->td_lwp == NULL || (td->td_lwp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
1044     if (td == mygd->gd_curthread) {
1045         _lwkt_enqueue(td);
1046     } else {
1047         /*
1048          * If we own the thread, there is no race (since we are in a
1049          * critical section).  If we do not own the thread there might
1050          * be a race but the target cpu will deal with it.
1051          */
1052 #ifdef SMP
1053         if (td->td_gd == mygd) {
1054             _lwkt_enqueue(td);
1055             _lwkt_schedule_post(mygd, td, TDPRI_CRIT, reschedok);
1056         } else {
1057             lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)lwkt_schedule, td);
1058         }
1059 #else
1060         _lwkt_enqueue(td);
1061         _lwkt_schedule_post(mygd, td, TDPRI_CRIT, reschedok);
1062 #endif
1063     }
1064     crit_exit_gd(mygd);
1065 }
1066
1067 void
1068 lwkt_schedule(thread_t td)
1069 {
1070     _lwkt_schedule(td, 1);
1071 }
1072
1073 void
1074 lwkt_schedule_noresched(thread_t td)
1075 {
1076     _lwkt_schedule(td, 0);
1077 }
1078
1079 #ifdef SMP
1080
1081 /*
1082  * Thread migration using a 'Pull' method.  The thread may or may not be
1083  * the current thread.  It MUST be descheduled and in a stable state.
1084  * lwkt_giveaway() must be called on the cpu owning the thread.
1085  *
1086  * At any point after lwkt_giveaway() is called, the target cpu may
1087  * 'pull' the thread by calling lwkt_acquire().
1088  *
1089  * MPSAFE - must be called under very specific conditions.
1090  */
1091 void
1092 lwkt_giveaway(thread_t td)
1093 {
1094         globaldata_t gd = mycpu;
1095
1096         crit_enter_gd(gd);
1097         KKASSERT(td->td_gd == gd);
1098         TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
1099         td->td_flags |= TDF_MIGRATING;
1100         crit_exit_gd(gd);
1101 }
1102
1103 void
1104 lwkt_acquire(thread_t td)
1105 {
1106     globaldata_t gd;
1107     globaldata_t mygd;
1108
1109     KKASSERT(td->td_flags & TDF_MIGRATING);
1110     gd = td->td_gd;
1111     mygd = mycpu;
1112     if (gd != mycpu) {
1113         cpu_lfence();
1114         KKASSERT((td->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
1115         crit_enter_gd(mygd);
1116         while (td->td_flags & (TDF_RUNNING|TDF_PREEMPT_LOCK)) {
1117 #ifdef SMP
1118             lwkt_process_ipiq();
1119 #endif
1120             cpu_lfence();
1121         }
1122         td->td_gd = mygd;
1123         TAILQ_INSERT_TAIL(&mygd->gd_tdallq, td, td_allq);
1124         td->td_flags &= ~TDF_MIGRATING;
1125         crit_exit_gd(mygd);
1126     } else {
1127         crit_enter_gd(mygd);
1128         TAILQ_INSERT_TAIL(&mygd->gd_tdallq, td, td_allq);
1129         td->td_flags &= ~TDF_MIGRATING;
1130         crit_exit_gd(mygd);
1131     }
1132 }
1133
1134 #endif
1135
1136 /*
1137  * Generic deschedule.  Descheduling threads other then your own should be
1138  * done only in carefully controlled circumstances.  Descheduling is 
1139  * asynchronous.  
1140  *
1141  * This function may block if the cpu has run out of messages.
1142  */
1143 void
1144 lwkt_deschedule(thread_t td)
1145 {
1146     crit_enter();
1147 #ifdef SMP
1148     if (td == curthread) {
1149         _lwkt_dequeue(td);
1150     } else {
1151         if (td->td_gd == mycpu) {
1152             _lwkt_dequeue(td);
1153         } else {
1154             lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)lwkt_deschedule, td);
1155         }
1156     }
1157 #else
1158     _lwkt_dequeue(td);
1159 #endif
1160     crit_exit();
1161 }
1162
1163 /*
1164  * Set the target thread's priority.  This routine does not automatically
1165  * switch to a higher priority thread, LWKT threads are not designed for
1166  * continuous priority changes.  Yield if you want to switch.
1167  *
1168  * We have to retain the critical section count which uses the high bits
1169  * of the td_pri field.  The specified priority may also indicate zero or
1170  * more critical sections by adding TDPRI_CRIT*N.
1171  *
1172  * Note that we requeue the thread whether it winds up on a different runq
1173  * or not.  uio_yield() depends on this and the routine is not normally
1174  * called with the same priority otherwise.
1175  */
1176 void
1177 lwkt_setpri(thread_t td, int pri)
1178 {
1179     KKASSERT(pri >= 0);
1180     KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
1181     crit_enter();
1182     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
1183         _lwkt_dequeue(td);
1184         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1185         _lwkt_enqueue(td);
1186     } else {
1187         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1188     }
1189     crit_exit();
1190 }
1191
1192 void
1193 lwkt_setpri_self(int pri)
1194 {
1195     thread_t td = curthread;
1196
1197     KKASSERT(pri >= 0 && pri <= TDPRI_MAX);
1198     crit_enter();
1199     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
1200         _lwkt_dequeue(td);
1201         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1202         _lwkt_enqueue(td);
1203     } else {
1204         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1205     }
1206     crit_exit();
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Migrate the current thread to the specified cpu. 
1211  *
1212  * This is accomplished by descheduling ourselves from the current cpu,
1213  * moving our thread to the tdallq of the target cpu, IPI messaging the
1214  * target cpu, and switching out.  TDF_MIGRATING prevents scheduling
1215  * races while the thread is being migrated.
1216  */
1217 #ifdef SMP
1218 static void lwkt_setcpu_remote(void *arg);
1219 #endif
1220
1221 void
1222 lwkt_setcpu_self(globaldata_t rgd)
1223 {
1224 #ifdef SMP
1225     thread_t td = curthread;
1226
1227     if (td->td_gd != rgd) {
1228         crit_enter_quick(td);
1229         td->td_flags |= TDF_MIGRATING;
1230         lwkt_deschedule_self(td);
1231         TAILQ_REMOVE(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq);
1232         lwkt_send_ipiq(rgd, (ipifunc1_t)lwkt_setcpu_remote, td);
1233         lwkt_switch();
1234         /* we are now on the target cpu */
1235         TAILQ_INSERT_TAIL(&rgd->gd_tdallq, td, td_allq);
1236         crit_exit_quick(td);
1237     }
1238 #endif
1239 }
1240
1241 void
1242 lwkt_migratecpu(int cpuid)
1243 {
1244 #ifdef SMP
1245         globaldata_t rgd;
1246
1247         rgd = globaldata_find(cpuid);
1248         lwkt_setcpu_self(rgd);
1249 #endif
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Remote IPI for cpu migration (called while in a critical section so we
1254  * do not have to enter another one).  The thread has already been moved to
1255  * our cpu's allq, but we must wait for the thread to be completely switched
1256  * out on the originating cpu before we schedule it on ours or the stack
1257  * state may be corrupt.  We clear TDF_MIGRATING after flushing the GD
1258  * change to main memory.
1259  *
1260  * XXX The use of TDF_MIGRATING might not be sufficient to avoid races
1261  * against wakeups.  It is best if this interface is used only when there
1262  * are no pending events that might try to schedule the thread.
1263  */
1264 #ifdef SMP
1265 static void
1266 lwkt_setcpu_remote(void *arg)
1267 {
1268     thread_t td = arg;
1269     globaldata_t gd = mycpu;
1270
1271     while (td->td_flags & (TDF_RUNNING|TDF_PREEMPT_LOCK)) {
1272 #ifdef SMP
1273         lwkt_process_ipiq();
1274 #endif
1275         cpu_lfence();
1276     }
1277     td->td_gd = gd;
1278     cpu_sfence();
1279     td->td_flags &= ~TDF_MIGRATING;
1280     KKASSERT(td->td_lwp == NULL || (td->td_lwp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
1281     _lwkt_enqueue(td);
1282 }
1283 #endif
1284
1285 struct lwp *
1286 lwkt_preempted_proc(void)
1287 {
1288     thread_t td = curthread;
1289     while (td->td_preempted)
1290         td = td->td_preempted;
1291     return(td->td_lwp);
1292 }
1293
1294 /*
1295  * Create a kernel process/thread/whatever.  It shares it's address space
1296  * with proc0 - ie: kernel only.
1297  *
1298  * NOTE!  By default new threads are created with the MP lock held.  A 
1299  * thread which does not require the MP lock should release it by calling
1300  * rel_mplock() at the start of the new thread.
1301  */
1302 int
1303 lwkt_create(void (*func)(void *), void *arg,
1304     struct thread **tdp, thread_t template, int tdflags, int cpu,
1305     const char *fmt, ...)
1306 {
1307     thread_t td;
1308     __va_list ap;
1309
1310     td = lwkt_alloc_thread(template, LWKT_THREAD_STACK, cpu,
1311                            tdflags);
1312     if (tdp)
1313         *tdp = td;
1314     cpu_set_thread_handler(td, lwkt_exit, func, arg);
1315
1316     /*
1317      * Set up arg0 for 'ps' etc
1318      */
1319     __va_start(ap, fmt);
1320     kvsnprintf(td->td_comm, sizeof(td->td_comm), fmt, ap);
1321     __va_end(ap);
1322
1323     /*
1324      * Schedule the thread to run
1325      */
1326     if ((td->td_flags & TDF_STOPREQ) == 0)
1327         lwkt_schedule(td);
1328     else
1329         td->td_flags &= ~TDF_STOPREQ;
1330     return 0;
1331 }
1332
1333 /*
1334  * Destroy an LWKT thread.   Warning!  This function is not called when
1335  * a process exits, cpu_proc_exit() directly calls cpu_thread_exit() and
1336  * uses a different reaping mechanism.
1337  */
1338 void
1339 lwkt_exit(void)
1340 {
1341     thread_t td = curthread;
1342     thread_t std;
1343     globaldata_t gd;
1344
1345     if (td->td_flags & TDF_VERBOSE)
1346         kprintf("kthread %p %s has exited\n", td, td->td_comm);
1347     caps_exit(td);
1348
1349     /*
1350      * Get us into a critical section to interlock gd_freetd and loop
1351      * until we can get it freed.
1352      *
1353      * We have to cache the current td in gd_freetd because objcache_put()ing
1354      * it would rip it out from under us while our thread is still active.
1355      */
1356     gd = mycpu;
1357     crit_enter_quick(td);
1358     while ((std = gd->gd_freetd) != NULL) {
1359         gd->gd_freetd = NULL;
1360         objcache_put(thread_cache, std);
1361     }
1362     lwkt_deschedule_self(td);
1363     lwkt_remove_tdallq(td);
1364     if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD)
1365         gd->gd_freetd = td;
1366     cpu_thread_exit();
1367 }
1368
1369 void
1370 lwkt_remove_tdallq(thread_t td)
1371 {
1372     KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
1373     TAILQ_REMOVE(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq);
1374 }
1375
1376 void
1377 crit_panic(void)
1378 {
1379     thread_t td = curthread;
1380     int lpri = td->td_pri;
1381
1382     td->td_pri = 0;
1383     panic("td_pri is/would-go negative! %p %d", td, lpri);
1384 }
1385
1386 #ifdef SMP
1387
1388 /*
1389  * Called from debugger/panic on cpus which have been stopped.  We must still
1390  * process the IPIQ while stopped, even if we were stopped while in a critical
1391  * section (XXX).
1392  *
1393  * If we are dumping also try to process any pending interrupts.  This may
1394  * or may not work depending on the state of the cpu at the point it was
1395  * stopped.
1396  */
1397 void
1398 lwkt_smp_stopped(void)
1399 {
1400     globaldata_t gd = mycpu;
1401
1402     crit_enter_gd(gd);
1403     if (dumping) {
1404         lwkt_process_ipiq();
1405         splz();
1406     } else {
1407         lwkt_process_ipiq();
1408     }
1409     crit_exit_gd(gd);
1410 }
1411
1412 /*
1413  * get_mplock() calls this routine if it is unable to obtain the MP lock.
1414  * get_mplock() has already incremented td_mpcount.  We must block and
1415  * not return until giant is held.
1416  *
1417  * All we have to do is lwkt_switch() away.  The LWKT scheduler will not
1418  * reschedule the thread until it can obtain the giant lock for it.
1419  */
1420 void
1421 lwkt_mp_lock_contested(void)
1422 {
1423     loggiant(beg);
1424     lwkt_switch();
1425     loggiant(end);
1426 }
1427
1428 /*
1429  * The rel_mplock() code will call this function after releasing the
1430  * last reference on the MP lock if mp_lock_contention_mask is non-zero.
1431  *
1432  * We then chain an IPI to a single other cpu potentially needing the
1433  * lock.  This is a bit heuristical and we can wind up with IPIs flying
1434  * all over the place.
1435  */
1436 static void lwkt_mp_lock_uncontested_remote(void *arg __unused);
1437
1438 void
1439 lwkt_mp_lock_uncontested(void)
1440 {
1441     globaldata_t gd;
1442     globaldata_t dgd;
1443     cpumask_t mask;
1444     cpumask_t tmpmask;
1445     int cpuid;
1446
1447     if (chain_mplock) {
1448         gd = mycpu;
1449         atomic_clear_int(&mp_lock_contention_mask, gd->gd_cpumask);
1450         mask = mp_lock_contention_mask;
1451         tmpmask = ~((1 << gd->gd_cpuid) - 1);
1452
1453         if (mask) {
1454             if (mask & tmpmask)
1455                     cpuid = bsfl(mask & tmpmask);
1456             else
1457                     cpuid = bsfl(mask);
1458             atomic_clear_int(&mp_lock_contention_mask, 1 << cpuid);
1459             dgd = globaldata_find(cpuid);
1460             lwkt_send_ipiq(dgd, lwkt_mp_lock_uncontested_remote, NULL);
1461         }
1462     }
1463 }
1464
1465 /*
1466  * The idea is for this IPI to interrupt a potentially lower priority
1467  * thread, such as a user thread, to allow the scheduler to reschedule
1468  * a higher priority kernel thread that needs the MP lock.
1469  *
1470  * For now we set the LWKT reschedule flag which generates an AST in
1471  * doreti, though theoretically it is also possible to possibly preempt
1472  * here if the underlying thread was operating in user mode.  Nah.
1473  */
1474 static void
1475 lwkt_mp_lock_uncontested_remote(void *arg __unused)
1476 {
1477         need_lwkt_resched();
1478 }
1479
1480 #endif