kernel - Add additional fields to kinfo_cputime
[dragonfly.git] / sys / kern / lwkt_thread.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003-2010 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
35 /*
36  * Each cpu in a system has its own self-contained light weight kernel
37  * thread scheduler, which means that generally speaking we only need
38  * to use a critical section to avoid problems.  Foreign thread 
39  * scheduling is queued via (async) IPIs.
40  */
41
42 #include <sys/param.h>
43 #include <sys/systm.h>
44 #include <sys/kernel.h>
45 #include <sys/proc.h>
46 #include <sys/rtprio.h>
47 #include <sys/kinfo.h>
48 #include <sys/queue.h>
49 #include <sys/sysctl.h>
50 #include <sys/kthread.h>
51 #include <machine/cpu.h>
52 #include <sys/lock.h>
53 #include <sys/caps.h>
54 #include <sys/spinlock.h>
55 #include <sys/ktr.h>
56
57 #include <sys/thread2.h>
58 #include <sys/spinlock2.h>
59 #include <sys/mplock2.h>
60
61 #include <sys/dsched.h>
62
63 #include <vm/vm.h>
64 #include <vm/vm_param.h>
65 #include <vm/vm_kern.h>
66 #include <vm/vm_object.h>
67 #include <vm/vm_page.h>
68 #include <vm/vm_map.h>
69 #include <vm/vm_pager.h>
70 #include <vm/vm_extern.h>
71
72 #include <machine/stdarg.h>
73 #include <machine/smp.h>
74
75 #if !defined(KTR_CTXSW)
76 #define KTR_CTXSW KTR_ALL
77 #endif
78 KTR_INFO_MASTER(ctxsw);
79 KTR_INFO(KTR_CTXSW, ctxsw, sw, 0, "#cpu[%d].td = %p",
80          sizeof(int) + sizeof(struct thread *));
81 KTR_INFO(KTR_CTXSW, ctxsw, pre, 1, "#cpu[%d].td = %p",
82          sizeof(int) + sizeof(struct thread *));
83 KTR_INFO(KTR_CTXSW, ctxsw, newtd, 2, "#threads[%p].name = %s",
84          sizeof (struct thread *) + sizeof(char *));
85 KTR_INFO(KTR_CTXSW, ctxsw, deadtd, 3, "#threads[%p].name = <dead>", sizeof (struct thread *));
86
87 static MALLOC_DEFINE(M_THREAD, "thread", "lwkt threads");
88
89 #ifdef  INVARIANTS
90 static int panic_on_cscount = 0;
91 #endif
92 static __int64_t switch_count = 0;
93 static __int64_t preempt_hit = 0;
94 static __int64_t preempt_miss = 0;
95 static __int64_t preempt_weird = 0;
96 static __int64_t token_contention_count __debugvar = 0;
97 static int lwkt_use_spin_port;
98 static struct objcache *thread_cache;
99
100 #ifdef SMP
101 static void lwkt_schedule_remote(void *arg, int arg2, struct intrframe *frame);
102 #endif
103 static void lwkt_fairq_accumulate(globaldata_t gd, thread_t td);
104
105 extern void cpu_heavy_restore(void);
106 extern void cpu_lwkt_restore(void);
107 extern void cpu_kthread_restore(void);
108 extern void cpu_idle_restore(void);
109
110 #ifdef __x86_64__
111
112 static int
113 jg_tos_ok(struct thread *td)
114 {
115         void *tos;
116         int tos_ok;
117
118         if (td == NULL) {
119                 return 1;
120         }
121         KKASSERT(td->td_sp != NULL);
122         tos = ((void **)td->td_sp)[0];
123         tos_ok = 0;
124         if ((tos == cpu_heavy_restore) || (tos == cpu_lwkt_restore) ||
125             (tos == cpu_kthread_restore) || (tos == cpu_idle_restore)) {
126                 tos_ok = 1;
127         }
128         return tos_ok;
129 }
130
131 #endif
132
133 /*
134  * We can make all thread ports use the spin backend instead of the thread
135  * backend.  This should only be set to debug the spin backend.
136  */
137 TUNABLE_INT("lwkt.use_spin_port", &lwkt_use_spin_port);
138
139 #ifdef  INVARIANTS
140 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_on_cscount, CTLFLAG_RW, &panic_on_cscount, 0, "");
141 #endif
142 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, switch_count, CTLFLAG_RW, &switch_count, 0, "");
143 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_hit, CTLFLAG_RW, &preempt_hit, 0, 
144             "Successful preemption events");
145 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_miss, CTLFLAG_RW, &preempt_miss, 0, 
146             "Failed preemption events");
147 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_weird, CTLFLAG_RW, &preempt_weird, 0, "");
148 #ifdef  INVARIANTS
149 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, token_contention_count, CTLFLAG_RW,
150         &token_contention_count, 0, "spinning due to token contention");
151 #endif
152 static int fairq_enable = 1;
153 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, fairq_enable, CTLFLAG_RW, &fairq_enable, 0, "");
154
155 /*
156  * These helper procedures handle the runq, they can only be called from
157  * within a critical section.
158  *
159  * WARNING!  Prior to SMP being brought up it is possible to enqueue and
160  * dequeue threads belonging to other cpus, so be sure to use td->td_gd
161  * instead of 'mycpu' when referencing the globaldata structure.   Once
162  * SMP live enqueuing and dequeueing only occurs on the current cpu.
163  */
164 static __inline
165 void
166 _lwkt_dequeue(thread_t td)
167 {
168     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
169         struct globaldata *gd = td->td_gd;
170
171         td->td_flags &= ~TDF_RUNQ;
172         TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq, td, td_threadq);
173         gd->gd_fairq_total_pri -= td->td_pri;
174         if (TAILQ_FIRST(&gd->gd_tdrunq) == NULL)
175                 atomic_clear_int_nonlocked(&gd->gd_reqflags, RQF_RUNNING);
176     }
177 }
178
179 /*
180  * Priority enqueue.
181  *
182  * NOTE: There are a limited number of lwkt threads runnable since user
183  *       processes only schedule one at a time per cpu.
184  */
185 static __inline
186 void
187 _lwkt_enqueue(thread_t td)
188 {
189     thread_t xtd;
190
191     if ((td->td_flags & (TDF_RUNQ|TDF_MIGRATING|TDF_BLOCKQ)) == 0) {
192         struct globaldata *gd = td->td_gd;
193
194         td->td_flags |= TDF_RUNQ;
195         xtd = TAILQ_FIRST(&gd->gd_tdrunq);
196         if (xtd == NULL) {
197                 TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq, td, td_threadq);
198                 atomic_set_int_nonlocked(&gd->gd_reqflags, RQF_RUNNING);
199         } else {
200                 while (xtd && xtd->td_pri > td->td_pri)
201                         xtd = TAILQ_NEXT(xtd, td_threadq);
202                 if (xtd)
203                         TAILQ_INSERT_BEFORE(xtd, td, td_threadq);
204                 else
205                         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq, td, td_threadq);
206         }
207         gd->gd_fairq_total_pri += td->td_pri;
208     }
209 }
210
211 static __boolean_t
212 _lwkt_thread_ctor(void *obj, void *privdata, int ocflags)
213 {
214         struct thread *td = (struct thread *)obj;
215
216         td->td_kstack = NULL;
217         td->td_kstack_size = 0;
218         td->td_flags = TDF_ALLOCATED_THREAD;
219         return (1);
220 }
221
222 static void
223 _lwkt_thread_dtor(void *obj, void *privdata)
224 {
225         struct thread *td = (struct thread *)obj;
226
227         KASSERT(td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD,
228             ("_lwkt_thread_dtor: not allocated from objcache"));
229         KASSERT((td->td_flags & TDF_ALLOCATED_STACK) && td->td_kstack &&
230                 td->td_kstack_size > 0,
231             ("_lwkt_thread_dtor: corrupted stack"));
232         kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)td->td_kstack, td->td_kstack_size);
233 }
234
235 /*
236  * Initialize the lwkt s/system.
237  */
238 void
239 lwkt_init(void)
240 {
241     /* An objcache has 2 magazines per CPU so divide cache size by 2. */
242     thread_cache = objcache_create_mbacked(M_THREAD, sizeof(struct thread),
243                         NULL, CACHE_NTHREADS/2,
244                         _lwkt_thread_ctor, _lwkt_thread_dtor, NULL);
245 }
246
247 /*
248  * Schedule a thread to run.  As the current thread we can always safely
249  * schedule ourselves, and a shortcut procedure is provided for that
250  * function.
251  *
252  * (non-blocking, self contained on a per cpu basis)
253  */
254 void
255 lwkt_schedule_self(thread_t td)
256 {
257     crit_enter_quick(td);
258     KASSERT(td != &td->td_gd->gd_idlethread,
259             ("lwkt_schedule_self(): scheduling gd_idlethread is illegal!"));
260     KKASSERT(td->td_lwp == NULL || (td->td_lwp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
261     _lwkt_enqueue(td);
262     crit_exit_quick(td);
263 }
264
265 /*
266  * Deschedule a thread.
267  *
268  * (non-blocking, self contained on a per cpu basis)
269  */
270 void
271 lwkt_deschedule_self(thread_t td)
272 {
273     crit_enter_quick(td);
274     _lwkt_dequeue(td);
275     crit_exit_quick(td);
276 }
277
278 /*
279  * LWKTs operate on a per-cpu basis
280  *
281  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
282  */
283 void
284 lwkt_gdinit(struct globaldata *gd)
285 {
286     TAILQ_INIT(&gd->gd_tdrunq);
287     TAILQ_INIT(&gd->gd_tdallq);
288 }
289
290 /*
291  * Create a new thread.  The thread must be associated with a process context
292  * or LWKT start address before it can be scheduled.  If the target cpu is
293  * -1 the thread will be created on the current cpu.
294  *
295  * If you intend to create a thread without a process context this function
296  * does everything except load the startup and switcher function.
297  */
298 thread_t
299 lwkt_alloc_thread(struct thread *td, int stksize, int cpu, int flags)
300 {
301     globaldata_t gd = mycpu;
302     void *stack;
303
304     /*
305      * If static thread storage is not supplied allocate a thread.  Reuse
306      * a cached free thread if possible.  gd_freetd is used to keep an exiting
307      * thread intact through the exit.
308      */
309     if (td == NULL) {
310         if ((td = gd->gd_freetd) != NULL)
311             gd->gd_freetd = NULL;
312         else
313             td = objcache_get(thread_cache, M_WAITOK);
314         KASSERT((td->td_flags &
315                  (TDF_ALLOCATED_THREAD|TDF_RUNNING)) == TDF_ALLOCATED_THREAD,
316                 ("lwkt_alloc_thread: corrupted td flags 0x%X", td->td_flags));
317         flags |= td->td_flags & (TDF_ALLOCATED_THREAD|TDF_ALLOCATED_STACK);
318     }
319
320     /*
321      * Try to reuse cached stack.
322      */
323     if ((stack = td->td_kstack) != NULL && td->td_kstack_size != stksize) {
324         if (flags & TDF_ALLOCATED_STACK) {
325             kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)stack, td->td_kstack_size);
326             stack = NULL;
327         }
328     }
329     if (stack == NULL) {
330         stack = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, stksize);
331         flags |= TDF_ALLOCATED_STACK;
332     }
333     if (cpu < 0)
334         lwkt_init_thread(td, stack, stksize, flags, gd);
335     else
336         lwkt_init_thread(td, stack, stksize, flags, globaldata_find(cpu));
337     return(td);
338 }
339
340 /*
341  * Initialize a preexisting thread structure.  This function is used by
342  * lwkt_alloc_thread() and also used to initialize the per-cpu idlethread.
343  *
344  * All threads start out in a critical section at a priority of
345  * TDPRI_KERN_DAEMON.  Higher level code will modify the priority as
346  * appropriate.  This function may send an IPI message when the 
347  * requested cpu is not the current cpu and consequently gd_tdallq may
348  * not be initialized synchronously from the point of view of the originating
349  * cpu.
350  *
351  * NOTE! we have to be careful in regards to creating threads for other cpus
352  * if SMP has not yet been activated.
353  */
354 #ifdef SMP
355
356 static void
357 lwkt_init_thread_remote(void *arg)
358 {
359     thread_t td = arg;
360
361     /*
362      * Protected by critical section held by IPI dispatch
363      */
364     TAILQ_INSERT_TAIL(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq);
365 }
366
367 #endif
368
369 void
370 lwkt_init_thread(thread_t td, void *stack, int stksize, int flags,
371                 struct globaldata *gd)
372 {
373     globaldata_t mygd = mycpu;
374
375     bzero(td, sizeof(struct thread));
376     td->td_kstack = stack;
377     td->td_kstack_size = stksize;
378     td->td_flags = flags;
379     td->td_gd = gd;
380     td->td_pri = TDPRI_KERN_DAEMON;
381     td->td_critcount = 1;
382     td->td_toks_stop = &td->td_toks_base;
383 #ifdef SMP
384     if ((flags & TDF_MPSAFE) == 0)
385         td->td_mpcount = 1;
386 #endif
387     if (lwkt_use_spin_port)
388         lwkt_initport_spin(&td->td_msgport);
389     else
390         lwkt_initport_thread(&td->td_msgport, td);
391     pmap_init_thread(td);
392 #ifdef SMP
393     /*
394      * Normally initializing a thread for a remote cpu requires sending an
395      * IPI.  However, the idlethread is setup before the other cpus are
396      * activated so we have to treat it as a special case.  XXX manipulation
397      * of gd_tdallq requires the BGL.
398      */
399     if (gd == mygd || td == &gd->gd_idlethread) {
400         crit_enter_gd(mygd);
401         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
402         crit_exit_gd(mygd);
403     } else {
404         lwkt_send_ipiq(gd, lwkt_init_thread_remote, td);
405     }
406 #else
407     crit_enter_gd(mygd);
408     TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
409     crit_exit_gd(mygd);
410 #endif
411
412     dsched_new_thread(td);
413 }
414
415 void
416 lwkt_set_comm(thread_t td, const char *ctl, ...)
417 {
418     __va_list va;
419
420     __va_start(va, ctl);
421     kvsnprintf(td->td_comm, sizeof(td->td_comm), ctl, va);
422     __va_end(va);
423     KTR_LOG(ctxsw_newtd, td, &td->td_comm[0]);
424 }
425
426 void
427 lwkt_hold(thread_t td)
428 {
429     ++td->td_refs;
430 }
431
432 void
433 lwkt_rele(thread_t td)
434 {
435     KKASSERT(td->td_refs > 0);
436     --td->td_refs;
437 }
438
439 void
440 lwkt_wait_free(thread_t td)
441 {
442     while (td->td_refs)
443         tsleep(td, 0, "tdreap", hz);
444 }
445
446 void
447 lwkt_free_thread(thread_t td)
448 {
449     KASSERT((td->td_flags & TDF_RUNNING) == 0,
450         ("lwkt_free_thread: did not exit! %p", td));
451
452     if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD) {
453         objcache_put(thread_cache, td);
454     } else if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_STACK) {
455         /* client-allocated struct with internally allocated stack */
456         KASSERT(td->td_kstack && td->td_kstack_size > 0,
457             ("lwkt_free_thread: corrupted stack"));
458         kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)td->td_kstack, td->td_kstack_size);
459         td->td_kstack = NULL;
460         td->td_kstack_size = 0;
461     }
462     KTR_LOG(ctxsw_deadtd, td);
463 }
464
465
466 /*
467  * Switch to the next runnable lwkt.  If no LWKTs are runnable then 
468  * switch to the idlethread.  Switching must occur within a critical
469  * section to avoid races with the scheduling queue.
470  *
471  * We always have full control over our cpu's run queue.  Other cpus
472  * that wish to manipulate our queue must use the cpu_*msg() calls to
473  * talk to our cpu, so a critical section is all that is needed and
474  * the result is very, very fast thread switching.
475  *
476  * The LWKT scheduler uses a fixed priority model and round-robins at
477  * each priority level.  User process scheduling is a totally
478  * different beast and LWKT priorities should not be confused with
479  * user process priorities.
480  *
481  * The MP lock may be out of sync with the thread's td_mpcount.  lwkt_switch()
482  * cleans it up.  Note that the td_switch() function cannot do anything that
483  * requires the MP lock since the MP lock will have already been setup for
484  * the target thread (not the current thread).  It's nice to have a scheduler
485  * that does not need the MP lock to work because it allows us to do some
486  * really cool high-performance MP lock optimizations.
487  *
488  * PREEMPTION NOTE: Preemption occurs via lwkt_preempt().  lwkt_switch()
489  * is not called by the current thread in the preemption case, only when
490  * the preempting thread blocks (in order to return to the original thread).
491  */
492 void
493 lwkt_switch(void)
494 {
495     globaldata_t gd = mycpu;
496     thread_t td = gd->gd_curthread;
497     thread_t ntd;
498     thread_t xtd;
499     thread_t nlast;
500 #ifdef SMP
501     int nquserok;
502     int mpheld;
503 #endif
504     int didaccumulate;
505     const char *lmsg;   /* diagnostic - 'systat -pv 1' */
506     const void *laddr;
507
508     /*
509      * Switching from within a 'fast' (non thread switched) interrupt or IPI
510      * is illegal.  However, we may have to do it anyway if we hit a fatal
511      * kernel trap or we have paniced.
512      *
513      * If this case occurs save and restore the interrupt nesting level.
514      */
515     if (gd->gd_intr_nesting_level) {
516         int savegdnest;
517         int savegdtrap;
518
519         if (gd->gd_trap_nesting_level == 0 && panicstr == NULL) {
520             panic("lwkt_switch: cannot switch from within "
521                   "a fast interrupt, yet, td %p\n", td);
522         } else {
523             savegdnest = gd->gd_intr_nesting_level;
524             savegdtrap = gd->gd_trap_nesting_level;
525             gd->gd_intr_nesting_level = 0;
526             gd->gd_trap_nesting_level = 0;
527             if ((td->td_flags & TDF_PANICWARN) == 0) {
528                 td->td_flags |= TDF_PANICWARN;
529                 kprintf("Warning: thread switch from interrupt or IPI, "
530                         "thread %p (%s)\n", td, td->td_comm);
531                 print_backtrace(-1);
532             }
533             lwkt_switch();
534             gd->gd_intr_nesting_level = savegdnest;
535             gd->gd_trap_nesting_level = savegdtrap;
536             return;
537         }
538     }
539
540     /*
541      * Passive release (used to transition from user to kernel mode
542      * when we block or switch rather then when we enter the kernel).
543      * This function is NOT called if we are switching into a preemption
544      * or returning from a preemption.  Typically this causes us to lose
545      * our current process designation (if we have one) and become a true
546      * LWKT thread, and may also hand the current process designation to
547      * another process and schedule thread.
548      */
549     if (td->td_release)
550             td->td_release(td);
551
552     crit_enter_gd(gd);
553     if (TD_TOKS_HELD(td))
554             lwkt_relalltokens(td);
555
556     /*
557      * We had better not be holding any spin locks, but don't get into an
558      * endless panic loop.
559      */
560     KASSERT(gd->gd_spinlock_rd == NULL || panicstr != NULL, 
561             ("lwkt_switch: still holding a shared spinlock %p!", 
562              gd->gd_spinlock_rd));
563     KASSERT(gd->gd_spinlocks_wr == 0 || panicstr != NULL, 
564             ("lwkt_switch: still holding %d exclusive spinlocks!",
565              gd->gd_spinlocks_wr));
566
567
568 #ifdef SMP
569     /*
570      * td_mpcount cannot be used to determine if we currently hold the
571      * MP lock because get_mplock() will increment it prior to attempting
572      * to get the lock, and switch out if it can't.  Our ownership of 
573      * the actual lock will remain stable while we are in a critical section
574      * (but, of course, another cpu may own or release the lock so the
575      * actual value of mp_lock is not stable).
576      */
577     mpheld = MP_LOCK_HELD();
578 #ifdef  INVARIANTS
579     if (td->td_cscount) {
580         kprintf("Diagnostic: attempt to switch while mastering cpusync: %p\n",
581                 td);
582         if (panic_on_cscount)
583             panic("switching while mastering cpusync");
584     }
585 #endif
586 #endif
587
588     /*
589      * If we had preempted another thread on this cpu, resume the preempted
590      * thread.  This occurs transparently, whether the preempted thread
591      * was scheduled or not (it may have been preempted after descheduling
592      * itself).
593      *
594      * We have to setup the MP lock for the original thread after backing
595      * out the adjustment that was made to curthread when the original
596      * was preempted.
597      */
598     if ((ntd = td->td_preempted) != NULL) {
599         KKASSERT(ntd->td_flags & TDF_PREEMPT_LOCK);
600 #ifdef SMP
601         if (ntd->td_mpcount && mpheld == 0) {
602             panic("MPLOCK NOT HELD ON RETURN: %p %p %d %d",
603                td, ntd, td->td_mpcount, ntd->td_mpcount);
604         }
605         if (ntd->td_mpcount) {
606             td->td_mpcount -= ntd->td_mpcount;
607             KKASSERT(td->td_mpcount >= 0);
608         }
609 #endif
610         ntd->td_flags |= TDF_PREEMPT_DONE;
611
612         /*
613          * The interrupt may have woken a thread up, we need to properly
614          * set the reschedule flag if the originally interrupted thread is
615          * at a lower priority.
616          */
617         if (TAILQ_FIRST(&gd->gd_tdrunq) &&
618             TAILQ_FIRST(&gd->gd_tdrunq)->td_pri > ntd->td_pri) {
619             need_lwkt_resched();
620         }
621         /* YYY release mp lock on switchback if original doesn't need it */
622         goto havethread_preempted;
623     }
624
625     /*
626      * Implement round-robin fairq with priority insertion.  The priority
627      * insertion is handled by _lwkt_enqueue()
628      *
629      * We have to adjust the MP lock for the target thread.  If we
630      * need the MP lock and cannot obtain it we try to locate a
631      * thread that does not need the MP lock.  If we cannot, we spin
632      * instead of HLT.
633      *
634      * A similar issue exists for the tokens held by the target thread.
635      * If we cannot obtain ownership of the tokens we cannot immediately
636      * schedule the thread.
637      */
638     for (;;) {
639         clear_lwkt_resched();
640         didaccumulate = 0;
641         ntd = TAILQ_FIRST(&gd->gd_tdrunq);
642
643         /*
644          * Hotpath if we can get all necessary resources.
645          *
646          * If nothing is runnable switch to the idle thread
647          */
648         if (ntd == NULL) {
649             ntd = &gd->gd_idlethread;
650             if (gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_MASK)
651                     ntd->td_flags |= TDF_IDLE_NOHLT;
652             if (ntd->td_mpcount) {
653                 if (gd->gd_trap_nesting_level == 0 && panicstr == NULL)
654                     panic("Idle thread %p was holding the BGL!", ntd);
655                 if (mpheld == 0) {
656                     cpu_pause();
657                     continue;
658                 }
659             }
660             cpu_time.cp_msg[0] = 0;
661             cpu_time.cp_stallpc = 0;
662             goto haveidle;
663         }
664
665         /*
666          * Hotpath schedule
667          */
668         if (ntd->td_fairq_accum >= 0 &&
669 #ifdef SMP
670             (ntd->td_mpcount == 0 || mpheld || cpu_try_mplock()) &&
671 #endif
672             (!TD_TOKS_HELD(ntd) || lwkt_getalltokens(ntd, &lmsg, &laddr))
673         ) {
674 #ifdef SMP
675             clr_mplock_contention_mask(gd);
676 #endif
677             goto havethread;
678         }
679
680         lmsg = NULL;
681         laddr = NULL;
682
683 #ifdef SMP
684         /* Reload mpheld (it become stale after mplock/token ops) */
685         mpheld = MP_LOCK_HELD();
686         if (ntd->td_mpcount && mpheld == 0) {
687             lmsg = "mplock";
688             laddr = ntd->td_mplock_stallpc;
689         }
690 #endif
691
692         /*
693          * Coldpath - unable to schedule ntd, continue looking for threads
694          * to schedule.  This is only allowed of the (presumably) kernel
695          * thread exhausted its fair share.  A kernel thread stuck on
696          * resources does not currently allow a user thread to get in
697          * front of it.
698          */
699 #ifdef SMP
700         nquserok = ((ntd->td_pri < TDPRI_KERN_LPSCHED) ||
701                     (ntd->td_fairq_accum < 0));
702 #endif
703         nlast = NULL;
704
705         for (;;) {
706             /*
707              * If the fair-share scheduler ran out ntd gets moved to the
708              * end and its accumulator will be bumped, if it didn't we
709              * maintain the same queue position.
710              *
711              * nlast keeps track of the last element prior to any moves.
712              */
713             if (ntd->td_fairq_accum < 0) {
714                 xtd = TAILQ_NEXT(ntd, td_threadq);
715                 lwkt_fairq_accumulate(gd, ntd);
716                 didaccumulate = 1;
717                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq, ntd, td_threadq);
718                 TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq, ntd, td_threadq);
719                 if (nlast == NULL) {
720                     nlast = ntd;
721                     if (xtd == NULL)
722                         xtd = ntd;
723                 }
724                 ntd = xtd;
725             } else {
726                 ntd = TAILQ_NEXT(ntd, td_threadq);
727             }
728
729             /*
730              * If we exhausted the run list switch to the idle thread.
731              * Since one or more threads had resource acquisition issues
732              * we do not allow the idle thread to halt.
733              *
734              * NOTE: nlast can be NULL.
735              */
736             if (ntd == nlast) {
737                 cpu_pause();
738                 ntd = &gd->gd_idlethread;
739                 ntd->td_flags |= TDF_IDLE_NOHLT;
740                 set_mplock_contention_mask(gd);
741                 cpu_mplock_contested();
742                 if (ntd->td_mpcount) {
743                     mpheld = MP_LOCK_HELD();
744                     if (gd->gd_trap_nesting_level == 0 && panicstr == NULL)
745                         panic("Idle thread %p was holding the BGL!", ntd);
746                     if (mpheld == 0) {
747                         cpu_pause();
748                         break;          /* try again from the top, almost */
749                     }
750                 }
751
752                 /*
753                  * If fairq accumulations occured we do not schedule the
754                  * idle thread.  This will cause us to try again from
755                  * the (almost) top.
756                  */
757                 if (didaccumulate)
758                         break;          /* try again from the top, almost */
759                 if (lmsg)
760                     strlcpy(cpu_time.cp_msg, lmsg, sizeof(cpu_time.cp_msg));
761                 cpu_time.cp_stallpc = (uintptr_t)laddr;
762                 goto haveidle;
763             }
764
765             /*
766              * Try to switch to this thread.
767              */
768             if ((ntd->td_pri >= TDPRI_KERN_LPSCHED || nquserok) &&
769                 ntd->td_fairq_accum >= 0 &&
770 #ifdef SMP
771                 (ntd->td_mpcount == 0 || mpheld || cpu_try_mplock()) &&
772 #endif
773                 (!TD_TOKS_HELD(ntd) || lwkt_getalltokens(ntd, &lmsg, &laddr))
774             ) {
775 #ifdef SMP
776                     clr_mplock_contention_mask(gd);
777 #endif
778                     goto havethread;
779             }
780 #ifdef SMP
781             /* Reload mpheld (it become stale after mplock/token ops) */
782             mpheld = MP_LOCK_HELD();
783             if (ntd->td_mpcount && mpheld == 0) {
784                 lmsg = "mplock";
785                 laddr = ntd->td_mplock_stallpc;
786             }
787
788             if (ntd->td_pri >= TDPRI_KERN_LPSCHED && ntd->td_fairq_accum >= 0)
789                 nquserok = 0;
790 #endif
791         }
792     }
793
794     /*
795      * Do the actual switch.  WARNING: mpheld is stale here.
796      *
797      * We must always decrement td_fairq_accum on non-idle threads just
798      * in case a thread never gets a tick due to being in a continuous
799      * critical section.  The page-zeroing code does that.
800      *
801      * If the thread we came up with is a higher or equal priority verses
802      * the thread at the head of the queue we move our thread to the
803      * front.  This way we can always check the front of the queue.
804      */
805 havethread:
806     ++gd->gd_cnt.v_swtch;
807     --ntd->td_fairq_accum;
808     xtd = TAILQ_FIRST(&gd->gd_tdrunq);
809     if (ntd != xtd && ntd->td_pri >= xtd->td_pri) {
810         TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq, ntd, td_threadq);
811         TAILQ_INSERT_HEAD(&gd->gd_tdrunq, ntd, td_threadq);
812     }
813 havethread_preempted:
814     ;
815     /*
816      * If the new target does not need the MP lock and we are holding it,
817      * release the MP lock.  If the new target requires the MP lock we have
818      * already acquired it for the target.
819      *
820      * WARNING: mpheld is stale here.
821      */
822 haveidle:
823     KASSERT(ntd->td_critcount,
824             ("priority problem in lwkt_switch %d %d", td->td_pri, ntd->td_pri));
825 #ifdef SMP
826     if (ntd->td_mpcount == 0 ) {
827         if (MP_LOCK_HELD())
828             cpu_rel_mplock();
829     } else {
830         ASSERT_MP_LOCK_HELD(ntd);
831     }
832 #endif
833     if (td != ntd) {
834         ++switch_count;
835 #ifdef __x86_64__
836         {
837             int tos_ok __debugvar = jg_tos_ok(ntd);
838             KKASSERT(tos_ok);
839         }
840 #endif
841         KTR_LOG(ctxsw_sw, gd->gd_cpuid, ntd);
842         td->td_switch(ntd);
843     }
844     /* NOTE: current cpu may have changed after switch */
845     crit_exit_quick(td);
846 }
847
848 /*
849  * Request that the target thread preempt the current thread.  Preemption
850  * only works under a specific set of conditions:
851  *
852  *      - We are not preempting ourselves
853  *      - The target thread is owned by the current cpu
854  *      - We are not currently being preempted
855  *      - The target is not currently being preempted
856  *      - We are not holding any spin locks
857  *      - The target thread is not holding any tokens
858  *      - We are able to satisfy the target's MP lock requirements (if any).
859  *
860  * THE CALLER OF LWKT_PREEMPT() MUST BE IN A CRITICAL SECTION.  Typically
861  * this is called via lwkt_schedule() through the td_preemptable callback.
862  * critcount is the managed critical priority that we should ignore in order
863  * to determine whether preemption is possible (aka usually just the crit
864  * priority of lwkt_schedule() itself).
865  *
866  * XXX at the moment we run the target thread in a critical section during
867  * the preemption in order to prevent the target from taking interrupts
868  * that *WE* can't.  Preemption is strictly limited to interrupt threads
869  * and interrupt-like threads, outside of a critical section, and the
870  * preempted source thread will be resumed the instant the target blocks
871  * whether or not the source is scheduled (i.e. preemption is supposed to
872  * be as transparent as possible).
873  *
874  * The target thread inherits our MP count (added to its own) for the
875  * duration of the preemption in order to preserve the atomicy of the
876  * MP lock during the preemption.  Therefore, any preempting targets must be
877  * careful in regards to MP assertions.  Note that the MP count may be
878  * out of sync with the physical mp_lock, but we do not have to preserve
879  * the original ownership of the lock if it was out of synch (that is, we
880  * can leave it synchronized on return).
881  */
882 void
883 lwkt_preempt(thread_t ntd, int critcount)
884 {
885     struct globaldata *gd = mycpu;
886     thread_t td;
887 #ifdef SMP
888     int mpheld;
889     int savecnt;
890 #endif
891
892     /*
893      * The caller has put us in a critical section.  We can only preempt
894      * if the caller of the caller was not in a critical section (basically
895      * a local interrupt), as determined by the 'critcount' parameter.  We
896      * also can't preempt if the caller is holding any spinlocks (even if
897      * he isn't in a critical section).  This also handles the tokens test.
898      *
899      * YYY The target thread must be in a critical section (else it must
900      * inherit our critical section?  I dunno yet).
901      *
902      * Set need_lwkt_resched() unconditionally for now YYY.
903      */
904     KASSERT(ntd->td_critcount, ("BADCRIT0 %d", ntd->td_pri));
905
906     td = gd->gd_curthread;
907     if (ntd->td_pri <= td->td_pri) {
908         ++preempt_miss;
909         return;
910     }
911     if (td->td_critcount > critcount) {
912         ++preempt_miss;
913         need_lwkt_resched();
914         return;
915     }
916 #ifdef SMP
917     if (ntd->td_gd != gd) {
918         ++preempt_miss;
919         need_lwkt_resched();
920         return;
921     }
922 #endif
923     /*
924      * Take the easy way out and do not preempt if we are holding
925      * any spinlocks.  We could test whether the thread(s) being
926      * preempted interlock against the target thread's tokens and whether
927      * we can get all the target thread's tokens, but this situation 
928      * should not occur very often so its easier to simply not preempt.
929      * Also, plain spinlocks are impossible to figure out at this point so 
930      * just don't preempt.
931      *
932      * Do not try to preempt if the target thread is holding any tokens.
933      * We could try to acquire the tokens but this case is so rare there
934      * is no need to support it.
935      */
936     if (gd->gd_spinlock_rd || gd->gd_spinlocks_wr) {
937         ++preempt_miss;
938         need_lwkt_resched();
939         return;
940     }
941     if (TD_TOKS_HELD(ntd)) {
942         ++preempt_miss;
943         need_lwkt_resched();
944         return;
945     }
946     if (td == ntd || ((td->td_flags | ntd->td_flags) & TDF_PREEMPT_LOCK)) {
947         ++preempt_weird;
948         need_lwkt_resched();
949         return;
950     }
951     if (ntd->td_preempted) {
952         ++preempt_hit;
953         need_lwkt_resched();
954         return;
955     }
956 #ifdef SMP
957     /*
958      * note: an interrupt might have occured just as we were transitioning
959      * to or from the MP lock.  In this case td_mpcount will be pre-disposed
960      * (non-zero) but not actually synchronized with the actual state of the
961      * lock.  We can use it to imply an MP lock requirement for the
962      * preemption but we cannot use it to test whether we hold the MP lock
963      * or not.
964      */
965     savecnt = td->td_mpcount;
966     mpheld = MP_LOCK_HELD();
967     ntd->td_mpcount += td->td_mpcount;
968     if (mpheld == 0 && ntd->td_mpcount && !cpu_try_mplock()) {
969         ntd->td_mpcount -= td->td_mpcount;
970         ++preempt_miss;
971         need_lwkt_resched();
972         return;
973     }
974 #endif
975
976     /*
977      * Since we are able to preempt the current thread, there is no need to
978      * call need_lwkt_resched().
979      */
980     ++preempt_hit;
981     ntd->td_preempted = td;
982     td->td_flags |= TDF_PREEMPT_LOCK;
983     KTR_LOG(ctxsw_pre, gd->gd_cpuid, ntd);
984     td->td_switch(ntd);
985
986     KKASSERT(ntd->td_preempted && (td->td_flags & TDF_PREEMPT_DONE));
987 #ifdef SMP
988     KKASSERT(savecnt == td->td_mpcount);
989     mpheld = MP_LOCK_HELD();
990     if (mpheld && td->td_mpcount == 0)
991         cpu_rel_mplock();
992     else if (mpheld == 0 && td->td_mpcount)
993         panic("lwkt_preempt(): MP lock was not held through");
994 #endif
995     ntd->td_preempted = NULL;
996     td->td_flags &= ~(TDF_PREEMPT_LOCK|TDF_PREEMPT_DONE);
997 }
998
999 /*
1000  * Conditionally call splz() if gd_reqflags indicates work is pending.
1001  *
1002  * td_nest_count prevents deep nesting via splz() or doreti() which
1003  * might otherwise blow out the kernel stack.  Note that except for
1004  * this special case, we MUST call splz() here to handle any
1005  * pending ints, particularly after we switch, or we might accidently
1006  * halt the cpu with interrupts pending.
1007  *
1008  * (self contained on a per cpu basis)
1009  */
1010 void
1011 splz_check(void)
1012 {
1013     globaldata_t gd = mycpu;
1014     thread_t td = gd->gd_curthread;
1015
1016     if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_MASK) && td->td_nest_count < 2)
1017         splz();
1018 }
1019
1020 /*
1021  * This function is used to negotiate a passive release of the current
1022  * process/lwp designation with the user scheduler, allowing the user
1023  * scheduler to schedule another user thread.  The related kernel thread
1024  * (curthread) continues running in the released state.
1025  */
1026 void
1027 lwkt_passive_release(struct thread *td)
1028 {
1029     struct lwp *lp = td->td_lwp;
1030
1031     td->td_release = NULL;
1032     lwkt_setpri_self(TDPRI_KERN_USER);
1033     lp->lwp_proc->p_usched->release_curproc(lp);
1034 }
1035
1036
1037 /*
1038  * This implements a normal yield.  This routine is virtually a nop if
1039  * there is nothing to yield to but it will always run any pending interrupts
1040  * if called from a critical section.
1041  *
1042  * This yield is designed for kernel threads without a user context.
1043  *
1044  * (self contained on a per cpu basis)
1045  */
1046 void
1047 lwkt_yield(void)
1048 {
1049     globaldata_t gd = mycpu;
1050     thread_t td = gd->gd_curthread;
1051     thread_t xtd;
1052
1053     if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_MASK) && td->td_nest_count < 2)
1054         splz();
1055     if (td->td_fairq_accum < 0) {
1056         lwkt_schedule_self(curthread);
1057         lwkt_switch();
1058     } else {
1059         xtd = TAILQ_FIRST(&gd->gd_tdrunq);
1060         if (xtd && xtd->td_pri > td->td_pri) {
1061             lwkt_schedule_self(curthread);
1062             lwkt_switch();
1063         }
1064     }
1065 }
1066
1067 /*
1068  * This yield is designed for kernel threads with a user context.
1069  *
1070  * The kernel acting on behalf of the user is potentially cpu-bound,
1071  * this function will efficiently allow other threads to run and also
1072  * switch to other processes by releasing.
1073  *
1074  * The lwkt_user_yield() function is designed to have very low overhead
1075  * if no yield is determined to be needed.
1076  */
1077 void
1078 lwkt_user_yield(void)
1079 {
1080     globaldata_t gd = mycpu;
1081     thread_t td = gd->gd_curthread;
1082
1083     /*
1084      * Always run any pending interrupts in case we are in a critical
1085      * section.
1086      */
1087     if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_MASK) && td->td_nest_count < 2)
1088         splz();
1089
1090 #ifdef SMP
1091     /*
1092      * XXX SEVERE TEMPORARY HACK.  A cpu-bound operation running in the
1093      * kernel can prevent other cpus from servicing interrupt threads
1094      * which still require the MP lock (which is a lot of them).  This
1095      * has a chaining effect since if the interrupt is blocked, so is
1096      * the event, so normal scheduling will not pick up on the problem.
1097      */
1098     if (mp_lock_contention_mask && td->td_mpcount) {
1099         yield_mplock(td);
1100     }
1101 #endif
1102
1103     /*
1104      * Switch (which forces a release) if another kernel thread needs
1105      * the cpu, if userland wants us to resched, or if our kernel
1106      * quantum has run out.
1107      */
1108     if (lwkt_resched_wanted() ||
1109         user_resched_wanted() ||
1110         td->td_fairq_accum < 0)
1111     {
1112         lwkt_switch();
1113     }
1114
1115 #if 0
1116     /*
1117      * Reacquire the current process if we are released.
1118      *
1119      * XXX not implemented atm.  The kernel may be holding locks and such,
1120      *     so we want the thread to continue to receive cpu.
1121      */
1122     if (td->td_release == NULL && lp) {
1123         lp->lwp_proc->p_usched->acquire_curproc(lp);
1124         td->td_release = lwkt_passive_release;
1125         lwkt_setpri_self(TDPRI_USER_NORM);
1126     }
1127 #endif
1128 }
1129
1130 /*
1131  * Generic schedule.  Possibly schedule threads belonging to other cpus and
1132  * deal with threads that might be blocked on a wait queue.
1133  *
1134  * We have a little helper inline function which does additional work after
1135  * the thread has been enqueued, including dealing with preemption and
1136  * setting need_lwkt_resched() (which prevents the kernel from returning
1137  * to userland until it has processed higher priority threads).
1138  *
1139  * It is possible for this routine to be called after a failed _enqueue
1140  * (due to the target thread migrating, sleeping, or otherwise blocked).
1141  * We have to check that the thread is actually on the run queue!
1142  *
1143  * reschedok is an optimized constant propagated from lwkt_schedule() or
1144  * lwkt_schedule_noresched().  By default it is non-zero, causing a
1145  * reschedule to be requested if the target thread has a higher priority.
1146  * The port messaging code will set MSG_NORESCHED and cause reschedok to
1147  * be 0, prevented undesired reschedules.
1148  */
1149 static __inline
1150 void
1151 _lwkt_schedule_post(globaldata_t gd, thread_t ntd, int ccount, int reschedok)
1152 {
1153     thread_t otd;
1154
1155     if (ntd->td_flags & TDF_RUNQ) {
1156         if (ntd->td_preemptable && reschedok) {
1157             ntd->td_preemptable(ntd, ccount);   /* YYY +token */
1158         } else if (reschedok) {
1159             otd = curthread;
1160             if (ntd->td_pri > otd->td_pri)
1161                 need_lwkt_resched();
1162         }
1163
1164         /*
1165          * Give the thread a little fair share scheduler bump if it
1166          * has been asleep for a while.  This is primarily to avoid
1167          * a degenerate case for interrupt threads where accumulator
1168          * crosses into negative territory unnecessarily.
1169          */
1170         if (ntd->td_fairq_lticks != ticks) {
1171             ntd->td_fairq_lticks = ticks;
1172             ntd->td_fairq_accum += gd->gd_fairq_total_pri;
1173             if (ntd->td_fairq_accum > TDFAIRQ_MAX(gd))
1174                     ntd->td_fairq_accum = TDFAIRQ_MAX(gd);
1175         }
1176     }
1177 }
1178
1179 static __inline
1180 void
1181 _lwkt_schedule(thread_t td, int reschedok)
1182 {
1183     globaldata_t mygd = mycpu;
1184
1185     KASSERT(td != &td->td_gd->gd_idlethread, ("lwkt_schedule(): scheduling gd_idlethread is illegal!"));
1186     crit_enter_gd(mygd);
1187     KKASSERT(td->td_lwp == NULL || (td->td_lwp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
1188     if (td == mygd->gd_curthread) {
1189         _lwkt_enqueue(td);
1190     } else {
1191         /*
1192          * If we own the thread, there is no race (since we are in a
1193          * critical section).  If we do not own the thread there might
1194          * be a race but the target cpu will deal with it.
1195          */
1196 #ifdef SMP
1197         if (td->td_gd == mygd) {
1198             _lwkt_enqueue(td);
1199             _lwkt_schedule_post(mygd, td, 1, reschedok);
1200         } else {
1201             lwkt_send_ipiq3(td->td_gd, lwkt_schedule_remote, td, 0);
1202         }
1203 #else
1204         _lwkt_enqueue(td);
1205         _lwkt_schedule_post(mygd, td, 1, reschedok);
1206 #endif
1207     }
1208     crit_exit_gd(mygd);
1209 }
1210
1211 void
1212 lwkt_schedule(thread_t td)
1213 {
1214     _lwkt_schedule(td, 1);
1215 }
1216
1217 void
1218 lwkt_schedule_noresched(thread_t td)
1219 {
1220     _lwkt_schedule(td, 0);
1221 }
1222
1223 #ifdef SMP
1224
1225 /*
1226  * When scheduled remotely if frame != NULL the IPIQ is being
1227  * run via doreti or an interrupt then preemption can be allowed.
1228  *
1229  * To allow preemption we have to drop the critical section so only
1230  * one is present in _lwkt_schedule_post.
1231  */
1232 static void
1233 lwkt_schedule_remote(void *arg, int arg2, struct intrframe *frame)
1234 {
1235     thread_t td = curthread;
1236     thread_t ntd = arg;
1237
1238     if (frame && ntd->td_preemptable) {
1239         crit_exit_noyield(td);
1240         _lwkt_schedule(ntd, 1);
1241         crit_enter_quick(td);
1242     } else {
1243         _lwkt_schedule(ntd, 1);
1244     }
1245 }
1246
1247 /*
1248  * Thread migration using a 'Pull' method.  The thread may or may not be
1249  * the current thread.  It MUST be descheduled and in a stable state.
1250  * lwkt_giveaway() must be called on the cpu owning the thread.
1251  *
1252  * At any point after lwkt_giveaway() is called, the target cpu may
1253  * 'pull' the thread by calling lwkt_acquire().
1254  *
1255  * We have to make sure the thread is not sitting on a per-cpu tsleep
1256  * queue or it will blow up when it moves to another cpu.
1257  *
1258  * MPSAFE - must be called under very specific conditions.
1259  */
1260 void
1261 lwkt_giveaway(thread_t td)
1262 {
1263     globaldata_t gd = mycpu;
1264
1265     crit_enter_gd(gd);
1266     if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ)
1267         tsleep_remove(td);
1268     KKASSERT(td->td_gd == gd);
1269     TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
1270     td->td_flags |= TDF_MIGRATING;
1271     crit_exit_gd(gd);
1272 }
1273
1274 void
1275 lwkt_acquire(thread_t td)
1276 {
1277     globaldata_t gd;
1278     globaldata_t mygd;
1279
1280     KKASSERT(td->td_flags & TDF_MIGRATING);
1281     gd = td->td_gd;
1282     mygd = mycpu;
1283     if (gd != mycpu) {
1284         cpu_lfence();
1285         KKASSERT((td->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
1286         crit_enter_gd(mygd);
1287         while (td->td_flags & (TDF_RUNNING|TDF_PREEMPT_LOCK)) {
1288 #ifdef SMP
1289             lwkt_process_ipiq();
1290 #endif
1291             cpu_lfence();
1292         }
1293         td->td_gd = mygd;
1294         TAILQ_INSERT_TAIL(&mygd->gd_tdallq, td, td_allq);
1295         td->td_flags &= ~TDF_MIGRATING;
1296         crit_exit_gd(mygd);
1297     } else {
1298         crit_enter_gd(mygd);
1299         TAILQ_INSERT_TAIL(&mygd->gd_tdallq, td, td_allq);
1300         td->td_flags &= ~TDF_MIGRATING;
1301         crit_exit_gd(mygd);
1302     }
1303 }
1304
1305 #endif
1306
1307 /*
1308  * Generic deschedule.  Descheduling threads other then your own should be
1309  * done only in carefully controlled circumstances.  Descheduling is 
1310  * asynchronous.  
1311  *
1312  * This function may block if the cpu has run out of messages.
1313  */
1314 void
1315 lwkt_deschedule(thread_t td)
1316 {
1317     crit_enter();
1318 #ifdef SMP
1319     if (td == curthread) {
1320         _lwkt_dequeue(td);
1321     } else {
1322         if (td->td_gd == mycpu) {
1323             _lwkt_dequeue(td);
1324         } else {
1325             lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)lwkt_deschedule, td);
1326         }
1327     }
1328 #else
1329     _lwkt_dequeue(td);
1330 #endif
1331     crit_exit();
1332 }
1333
1334 /*
1335  * Set the target thread's priority.  This routine does not automatically
1336  * switch to a higher priority thread, LWKT threads are not designed for
1337  * continuous priority changes.  Yield if you want to switch.
1338  */
1339 void
1340 lwkt_setpri(thread_t td, int pri)
1341 {
1342     KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
1343     if (td->td_pri != pri) {
1344         KKASSERT(pri >= 0);
1345         crit_enter();
1346         if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
1347             _lwkt_dequeue(td);
1348             td->td_pri = pri;
1349             _lwkt_enqueue(td);
1350         } else {
1351             td->td_pri = pri;
1352         }
1353         crit_exit();
1354     }
1355 }
1356
1357 /*
1358  * Set the initial priority for a thread prior to it being scheduled for
1359  * the first time.  The thread MUST NOT be scheduled before or during
1360  * this call.  The thread may be assigned to a cpu other then the current
1361  * cpu.
1362  *
1363  * Typically used after a thread has been created with TDF_STOPPREQ,
1364  * and before the thread is initially scheduled.
1365  */
1366 void
1367 lwkt_setpri_initial(thread_t td, int pri)
1368 {
1369     KKASSERT(pri >= 0);
1370     KKASSERT((td->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
1371     td->td_pri = pri;
1372 }
1373
1374 void
1375 lwkt_setpri_self(int pri)
1376 {
1377     thread_t td = curthread;
1378
1379     KKASSERT(pri >= 0 && pri <= TDPRI_MAX);
1380     crit_enter();
1381     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
1382         _lwkt_dequeue(td);
1383         td->td_pri = pri;
1384         _lwkt_enqueue(td);
1385     } else {
1386         td->td_pri = pri;
1387     }
1388     crit_exit();
1389 }
1390
1391 /*
1392  * 1/hz tick (typically 10ms) x TDFAIRQ_SCALE (typ 8) = 80ms full cycle.
1393  *
1394  * Example: two competing threads, same priority N.  decrement by (2*N)
1395  * increment by N*8, each thread will get 4 ticks.
1396  */
1397 void
1398 lwkt_fairq_schedulerclock(thread_t td)
1399 {
1400     if (fairq_enable) {
1401         while (td) {
1402             if (td != &td->td_gd->gd_idlethread) {
1403                 td->td_fairq_accum -= td->td_gd->gd_fairq_total_pri;
1404                 if (td->td_fairq_accum < -TDFAIRQ_MAX(td->td_gd))
1405                         td->td_fairq_accum = -TDFAIRQ_MAX(td->td_gd);
1406                 if (td->td_fairq_accum < 0)
1407                         need_lwkt_resched();
1408                 td->td_fairq_lticks = ticks;
1409             }
1410             td = td->td_preempted;
1411         }
1412     }
1413 }
1414
1415 static void
1416 lwkt_fairq_accumulate(globaldata_t gd, thread_t td)
1417 {
1418         td->td_fairq_accum += td->td_pri * TDFAIRQ_SCALE;
1419         if (td->td_fairq_accum > TDFAIRQ_MAX(td->td_gd))
1420                 td->td_fairq_accum = TDFAIRQ_MAX(td->td_gd);
1421 }
1422
1423 /*
1424  * Migrate the current thread to the specified cpu. 
1425  *
1426  * This is accomplished by descheduling ourselves from the current cpu,
1427  * moving our thread to the tdallq of the target cpu, IPI messaging the
1428  * target cpu, and switching out.  TDF_MIGRATING prevents scheduling
1429  * races while the thread is being migrated.
1430  *
1431  * We must be sure to remove ourselves from the current cpu's tsleepq
1432  * before potentially moving to another queue.  The thread can be on
1433  * a tsleepq due to a left-over tsleep_interlock().
1434  */
1435 #ifdef SMP
1436 static void lwkt_setcpu_remote(void *arg);
1437 #endif
1438
1439 void
1440 lwkt_setcpu_self(globaldata_t rgd)
1441 {
1442 #ifdef SMP
1443     thread_t td = curthread;
1444
1445     if (td->td_gd != rgd) {
1446         crit_enter_quick(td);
1447         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ)
1448             tsleep_remove(td);
1449         td->td_flags |= TDF_MIGRATING;
1450         lwkt_deschedule_self(td);
1451         TAILQ_REMOVE(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq);
1452         lwkt_send_ipiq(rgd, (ipifunc1_t)lwkt_setcpu_remote, td);
1453         lwkt_switch();
1454         /* we are now on the target cpu */
1455         TAILQ_INSERT_TAIL(&rgd->gd_tdallq, td, td_allq);
1456         crit_exit_quick(td);
1457     }
1458 #endif
1459 }
1460
1461 void
1462 lwkt_migratecpu(int cpuid)
1463 {
1464 #ifdef SMP
1465         globaldata_t rgd;
1466
1467         rgd = globaldata_find(cpuid);
1468         lwkt_setcpu_self(rgd);
1469 #endif
1470 }
1471
1472 /*
1473  * Remote IPI for cpu migration (called while in a critical section so we
1474  * do not have to enter another one).  The thread has already been moved to
1475  * our cpu's allq, but we must wait for the thread to be completely switched
1476  * out on the originating cpu before we schedule it on ours or the stack
1477  * state may be corrupt.  We clear TDF_MIGRATING after flushing the GD
1478  * change to main memory.
1479  *
1480  * XXX The use of TDF_MIGRATING might not be sufficient to avoid races
1481  * against wakeups.  It is best if this interface is used only when there
1482  * are no pending events that might try to schedule the thread.
1483  */
1484 #ifdef SMP
1485 static void
1486 lwkt_setcpu_remote(void *arg)
1487 {
1488     thread_t td = arg;
1489     globaldata_t gd = mycpu;
1490
1491     while (td->td_flags & (TDF_RUNNING|TDF_PREEMPT_LOCK)) {
1492 #ifdef SMP
1493         lwkt_process_ipiq();
1494 #endif
1495         cpu_lfence();
1496     }
1497     td->td_gd = gd;
1498     cpu_sfence();
1499     td->td_flags &= ~TDF_MIGRATING;
1500     KKASSERT(td->td_lwp == NULL || (td->td_lwp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
1501     _lwkt_enqueue(td);
1502 }
1503 #endif
1504
1505 struct lwp *
1506 lwkt_preempted_proc(void)
1507 {
1508     thread_t td = curthread;
1509     while (td->td_preempted)
1510         td = td->td_preempted;
1511     return(td->td_lwp);
1512 }
1513
1514 /*
1515  * Create a kernel process/thread/whatever.  It shares it's address space
1516  * with proc0 - ie: kernel only.
1517  *
1518  * NOTE!  By default new threads are created with the MP lock held.  A 
1519  * thread which does not require the MP lock should release it by calling
1520  * rel_mplock() at the start of the new thread.
1521  */
1522 int
1523 lwkt_create(void (*func)(void *), void *arg,
1524     struct thread **tdp, thread_t template, int tdflags, int cpu,
1525     const char *fmt, ...)
1526 {
1527     thread_t td;
1528     __va_list ap;
1529
1530     td = lwkt_alloc_thread(template, LWKT_THREAD_STACK, cpu,
1531                            tdflags);
1532     if (tdp)
1533         *tdp = td;
1534     cpu_set_thread_handler(td, lwkt_exit, func, arg);
1535
1536     /*
1537      * Set up arg0 for 'ps' etc
1538      */
1539     __va_start(ap, fmt);
1540     kvsnprintf(td->td_comm, sizeof(td->td_comm), fmt, ap);
1541     __va_end(ap);
1542
1543     /*
1544      * Schedule the thread to run
1545      */
1546     if ((td->td_flags & TDF_STOPREQ) == 0)
1547         lwkt_schedule(td);
1548     else
1549         td->td_flags &= ~TDF_STOPREQ;
1550     return 0;
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Destroy an LWKT thread.   Warning!  This function is not called when
1555  * a process exits, cpu_proc_exit() directly calls cpu_thread_exit() and
1556  * uses a different reaping mechanism.
1557  */
1558 void
1559 lwkt_exit(void)
1560 {
1561     thread_t td = curthread;
1562     thread_t std;
1563     globaldata_t gd;
1564
1565     if (td->td_flags & TDF_VERBOSE)
1566         kprintf("kthread %p %s has exited\n", td, td->td_comm);
1567     caps_exit(td);
1568
1569     /*
1570      * Get us into a critical section to interlock gd_freetd and loop
1571      * until we can get it freed.
1572      *
1573      * We have to cache the current td in gd_freetd because objcache_put()ing
1574      * it would rip it out from under us while our thread is still active.
1575      */
1576     gd = mycpu;
1577     crit_enter_quick(td);
1578     while ((std = gd->gd_freetd) != NULL) {
1579         gd->gd_freetd = NULL;
1580         objcache_put(thread_cache, std);
1581     }
1582
1583     /*
1584      * Remove thread resources from kernel lists and deschedule us for
1585      * the last time.
1586      */
1587     if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ)
1588         tsleep_remove(td);
1589     biosched_done(td);
1590     dsched_exit_thread(td);
1591     lwkt_deschedule_self(td);
1592     lwkt_remove_tdallq(td);
1593     if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD)
1594         gd->gd_freetd = td;
1595     cpu_thread_exit();
1596 }
1597
1598 void
1599 lwkt_remove_tdallq(thread_t td)
1600 {
1601     KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
1602     TAILQ_REMOVE(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq);
1603 }
1604
1605 void
1606 crit_panic(void)
1607 {
1608     thread_t td = curthread;
1609     int lpri = td->td_pri;
1610
1611     td->td_pri = 0;
1612     panic("td_pri is/would-go negative! %p %d", td, lpri);
1613 }
1614
1615 #ifdef SMP
1616
1617 /*
1618  * Called from debugger/panic on cpus which have been stopped.  We must still
1619  * process the IPIQ while stopped, even if we were stopped while in a critical
1620  * section (XXX).
1621  *
1622  * If we are dumping also try to process any pending interrupts.  This may
1623  * or may not work depending on the state of the cpu at the point it was
1624  * stopped.
1625  */
1626 void
1627 lwkt_smp_stopped(void)
1628 {
1629     globaldata_t gd = mycpu;
1630
1631     crit_enter_gd(gd);
1632     if (dumping) {
1633         lwkt_process_ipiq();
1634         splz();
1635     } else {
1636         lwkt_process_ipiq();
1637     }
1638     crit_exit_gd(gd);
1639 }
1640
1641 #endif