kernel -- Remove mplock2.h header from files not using the mplock.
[dragonfly.git] / sys / kern / kern_synch.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1990, 1991, 1993
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
19  *    must display the following acknowledgement:
20  *      This product includes software developed by the University of
21  *      California, Berkeley and its contributors.
22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
24  *    without specific prior written permission.
25  *
26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
36  * SUCH DAMAGE.
37  *
38  *      @(#)kern_synch.c        8.9 (Berkeley) 5/19/95
39  * $FreeBSD: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.87.2.6 2002/10/13 07:29:53 kbyanc Exp $
40  * $DragonFly: src/sys/kern/kern_synch.c,v 1.91 2008/09/09 04:06:13 dillon Exp $
41  */
42
43 #include "opt_ktrace.h"
44
45 #include <sys/param.h>
46 #include <sys/systm.h>
47 #include <sys/proc.h>
48 #include <sys/kernel.h>
49 #include <sys/signalvar.h>
50 #include <sys/resourcevar.h>
51 #include <sys/vmmeter.h>
52 #include <sys/sysctl.h>
53 #include <sys/lock.h>
54 #include <sys/uio.h>
55 #ifdef KTRACE
56 #include <sys/ktrace.h>
57 #endif
58 #include <sys/xwait.h>
59 #include <sys/ktr.h>
60 #include <sys/serialize.h>
61
62 #include <sys/signal2.h>
63 #include <sys/thread2.h>
64 #include <sys/spinlock2.h>
65 #include <sys/mutex2.h>
66
67 #include <machine/cpu.h>
68 #include <machine/smp.h>
69
70 TAILQ_HEAD(tslpque, thread);
71
72 static void sched_setup (void *dummy);
73 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_KICK_SCHEDULER, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL)
74
75 int     hogticks;
76 int     lbolt;
77 int     lbolt_syncer;
78 int     sched_quantum;          /* Roundrobin scheduling quantum in ticks. */
79 int     ncpus;
80 int     ncpus2, ncpus2_shift, ncpus2_mask;      /* note: mask not cpumask_t */
81 int     ncpus_fit, ncpus_fit_mask;              /* note: mask not cpumask_t */
82 int     safepri;
83 int     tsleep_now_works;
84 int     tsleep_crypto_dump = 0;
85
86 static struct callout loadav_callout;
87 static struct callout schedcpu_callout;
88 MALLOC_DEFINE(M_TSLEEP, "tslpque", "tsleep queues");
89
90 #define __DEALL(ident)  __DEQUALIFY(void *, ident)
91
92 #if !defined(KTR_TSLEEP)
93 #define KTR_TSLEEP      KTR_ALL
94 #endif
95 KTR_INFO_MASTER(tsleep);
96 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_beg, 0, "tsleep enter %p", sizeof(void *));
97 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, tsleep_end, 1, "tsleep exit", 0);
98 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_beg, 2, "wakeup enter %p", sizeof(void *));
99 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, wakeup_end, 3, "wakeup exit", 0);
100 KTR_INFO(KTR_TSLEEP, tsleep, ilockfail,  4, "interlock failed %p", sizeof(void *));
101
102 #define logtsleep1(name)        KTR_LOG(tsleep_ ## name)
103 #define logtsleep2(name, val)   KTR_LOG(tsleep_ ## name, val)
104
105 struct loadavg averunnable =
106         { {0, 0, 0}, FSCALE };  /* load average, of runnable procs */
107 /*
108  * Constants for averages over 1, 5, and 15 minutes
109  * when sampling at 5 second intervals.
110  */
111 static fixpt_t cexp[3] = {
112         0.9200444146293232 * FSCALE,    /* exp(-1/12) */
113         0.9834714538216174 * FSCALE,    /* exp(-1/60) */
114         0.9944598480048967 * FSCALE,    /* exp(-1/180) */
115 };
116
117 static void     endtsleep (void *);
118 static void     loadav (void *arg);
119 static void     schedcpu (void *arg);
120 #ifdef SMP
121 static void     tsleep_wakeup_remote(struct thread *td);
122 #endif
123
124 /*
125  * Adjust the scheduler quantum.  The quantum is specified in microseconds.
126  * Note that 'tick' is in microseconds per tick.
127  */
128 static int
129 sysctl_kern_quantum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
130 {
131         int error, new_val;
132
133         new_val = sched_quantum * ustick;
134         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
135         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
136                 return (error);
137         if (new_val < ustick)
138                 return (EINVAL);
139         sched_quantum = new_val / ustick;
140         hogticks = 2 * sched_quantum;
141         return (0);
142 }
143
144 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, quantum, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
145         0, sizeof sched_quantum, sysctl_kern_quantum, "I", "");
146
147 /*
148  * If `ccpu' is not equal to `exp(-1/20)' and you still want to use the
149  * faster/more-accurate formula, you'll have to estimate CCPU_SHIFT below
150  * and possibly adjust FSHIFT in "param.h" so that (FSHIFT >= CCPU_SHIFT).
151  *
152  * To estimate CCPU_SHIFT for exp(-1/20), the following formula was used:
153  *     1 - exp(-1/20) ~= 0.0487 ~= 0.0488 == 1 (fixed pt, *11* bits).
154  *
155  * If you don't want to bother with the faster/more-accurate formula, you
156  * can set CCPU_SHIFT to (FSHIFT + 1) which will use a slower/less-accurate
157  * (more general) method of calculating the %age of CPU used by a process.
158  *
159  * decay 95% of `lwp_pctcpu' in 60 seconds; see CCPU_SHIFT before changing
160  */
161 #define CCPU_SHIFT      11
162
163 static fixpt_t ccpu = 0.95122942450071400909 * FSCALE; /* exp(-1/20) */
164 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");
165
166 /*
167  * kernel uses `FSCALE', userland (SHOULD) use kern.fscale 
168  */
169 int     fscale __unused = FSCALE;       /* exported to systat */
170 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, fscale, CTLFLAG_RD, 0, FSCALE, "");
171
172 /*
173  * Recompute process priorities, once a second.
174  *
175  * Since the userland schedulers are typically event oriented, if the
176  * estcpu calculation at wakeup() time is not sufficient to make a
177  * process runnable relative to other processes in the system we have
178  * a 1-second recalc to help out.
179  *
180  * This code also allows us to store sysclock_t data in the process structure
181  * without fear of an overrun, since sysclock_t are guarenteed to hold 
182  * several seconds worth of count.
183  *
184  * WARNING!  callouts can preempt normal threads.  However, they will not
185  * preempt a thread holding a spinlock so we *can* safely use spinlocks.
186  */
187 static int schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused);
188 static int schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused);
189
190 static void
191 schedcpu(void *arg)
192 {
193         allproc_scan(schedcpu_stats, NULL);
194         allproc_scan(schedcpu_resource, NULL);
195         wakeup((caddr_t)&lbolt);
196         wakeup((caddr_t)&lbolt_syncer);
197         callout_reset(&schedcpu_callout, hz, schedcpu, NULL);
198 }
199
200 /*
201  * General process statistics once a second
202  */
203 static int
204 schedcpu_stats(struct proc *p, void *data __unused)
205 {
206         struct lwp *lp;
207
208         /*
209          * Threads may not be completely set up if process in SIDL state.
210          */
211         if (p->p_stat == SIDL)
212                 return(0);
213
214         PHOLD(p);
215         lwkt_gettoken(&p->p_token);
216
217         p->p_swtime++;
218         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
219                 if (lp->lwp_stat == LSSLEEP)
220                         lp->lwp_slptime++;
221
222                 /*
223                  * Only recalculate processes that are active or have slept
224                  * less then 2 seconds.  The schedulers understand this.
225                  */
226                 if (lp->lwp_slptime <= 1) {
227                         p->p_usched->recalculate(lp);
228                 } else {
229                         lp->lwp_pctcpu = (lp->lwp_pctcpu * ccpu) >> FSHIFT;
230                 }
231         }
232         lwkt_reltoken(&p->p_token);
233         PRELE(p);
234         return(0);
235 }
236
237 /*
238  * Resource checks.  XXX break out since ksignal/killproc can block,
239  * limiting us to one process killed per second.  There is probably
240  * a better way.
241  */
242 static int
243 schedcpu_resource(struct proc *p, void *data __unused)
244 {
245         u_int64_t ttime;
246         struct lwp *lp;
247
248         if (p->p_stat == SIDL)
249                 return(0);
250
251         PHOLD(p);
252         lwkt_gettoken(&p->p_token);
253
254         if (p->p_stat == SZOMB || p->p_limit == NULL) {
255                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
256                 PRELE(p);
257                 return(0);
258         }
259
260         ttime = 0;
261         FOREACH_LWP_IN_PROC(lp, p) {
262                 /*
263                  * We may have caught an lp in the middle of being
264                  * created, lwp_thread can be NULL.
265                  */
266                 if (lp->lwp_thread) {
267                         ttime += lp->lwp_thread->td_sticks;
268                         ttime += lp->lwp_thread->td_uticks;
269                 }
270         }
271
272         switch(plimit_testcpulimit(p->p_limit, ttime)) {
273         case PLIMIT_TESTCPU_KILL:
274                 killproc(p, "exceeded maximum CPU limit");
275                 break;
276         case PLIMIT_TESTCPU_XCPU:
277                 if ((p->p_flag & P_XCPU) == 0) {
278                         p->p_flag |= P_XCPU;
279                         ksignal(p, SIGXCPU);
280                 }
281                 break;
282         default:
283                 break;
284         }
285         lwkt_reltoken(&p->p_token);
286         PRELE(p);
287         return(0);
288 }
289
290 /*
291  * This is only used by ps.  Generate a cpu percentage use over
292  * a period of one second.
293  *
294  * MPSAFE
295  */
296 void
297 updatepcpu(struct lwp *lp, int cpticks, int ttlticks)
298 {
299         fixpt_t acc;
300         int remticks;
301
302         acc = (cpticks << FSHIFT) / ttlticks;
303         if (ttlticks >= ESTCPUFREQ) {
304                 lp->lwp_pctcpu = acc;
305         } else {
306                 remticks = ESTCPUFREQ - ttlticks;
307                 lp->lwp_pctcpu = (acc * ttlticks + lp->lwp_pctcpu * remticks) /
308                                 ESTCPUFREQ;
309         }
310 }
311
312 /*
313  * tsleep/wakeup hash table parameters.  Try to find the sweet spot for
314  * like addresses being slept on.
315  */
316 #define TABLESIZE       1024
317 #define LOOKUP(x)       (((intptr_t)(x) >> 6) & (TABLESIZE - 1))
318
319 static cpumask_t slpque_cpumasks[TABLESIZE];
320
321 /*
322  * General scheduler initialization.  We force a reschedule 25 times
323  * a second by default.  Note that cpu0 is initialized in early boot and
324  * cannot make any high level calls.
325  *
326  * Each cpu has its own sleep queue.
327  */
328 void
329 sleep_gdinit(globaldata_t gd)
330 {
331         static struct tslpque slpque_cpu0[TABLESIZE];
332         int i;
333
334         if (gd->gd_cpuid == 0) {
335                 sched_quantum = (hz + 24) / 25;
336                 hogticks = 2 * sched_quantum;
337
338                 gd->gd_tsleep_hash = slpque_cpu0;
339         } else {
340                 gd->gd_tsleep_hash = kmalloc(sizeof(slpque_cpu0), 
341                                             M_TSLEEP, M_WAITOK | M_ZERO);
342         }
343         for (i = 0; i < TABLESIZE; ++i)
344                 TAILQ_INIT(&gd->gd_tsleep_hash[i]);
345 }
346
347 /*
348  * This is a dandy function that allows us to interlock tsleep/wakeup
349  * operations with unspecified upper level locks, such as lockmgr locks,
350  * simply by holding a critical section.  The sequence is:
351  *
352  *      (acquire upper level lock)
353  *      tsleep_interlock(blah)
354  *      (release upper level lock)
355  *      tsleep(blah, ...)
356  *
357  * Basically this functions queues us on the tsleep queue without actually
358  * descheduling us.  When tsleep() is later called with PINTERLOCK it
359  * assumes the thread was already queued, otherwise it queues it there.
360  *
361  * Thus it is possible to receive the wakeup prior to going to sleep and
362  * the race conditions are covered.
363  */
364 static __inline void
365 _tsleep_interlock(globaldata_t gd, const volatile void *ident, int flags)
366 {
367         thread_t td = gd->gd_curthread;
368         int id;
369
370         crit_enter_quick(td);
371         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
372                 id = LOOKUP(td->td_wchan);
373                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_sleepq);
374                 if (TAILQ_FIRST(&gd->gd_tsleep_hash[id]) == NULL)
375                         atomic_clear_cpumask(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
376         } else {
377                 td->td_flags |= TDF_TSLEEPQ;
378         }
379         id = LOOKUP(ident);
380         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_sleepq);
381         atomic_set_cpumask(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
382         td->td_wchan = ident;
383         td->td_wdomain = flags & PDOMAIN_MASK;
384         crit_exit_quick(td);
385 }
386
387 void
388 tsleep_interlock(const volatile void *ident, int flags)
389 {
390         _tsleep_interlock(mycpu, ident, flags);
391 }
392
393 /*
394  * Remove thread from sleepq.  Must be called with a critical section held.
395  */
396 static __inline void
397 _tsleep_remove(thread_t td)
398 {
399         globaldata_t gd = mycpu;
400         int id;
401
402         KKASSERT(td->td_gd == gd);
403         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) {
404                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEPQ;
405                 id = LOOKUP(td->td_wchan);
406                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tsleep_hash[id], td, td_sleepq);
407                 if (TAILQ_FIRST(&gd->gd_tsleep_hash[id]) == NULL)
408                         atomic_clear_cpumask(&slpque_cpumasks[id], gd->gd_cpumask);
409                 td->td_wchan = NULL;
410                 td->td_wdomain = 0;
411         }
412 }
413
414 void
415 tsleep_remove(thread_t td)
416 {
417         _tsleep_remove(td);
418 }
419
420 /*
421  * This function removes a thread from the tsleep queue and schedules
422  * it.  This function may act asynchronously.  The target thread may be
423  * sleeping on a different cpu.
424  *
425  * This function mus be called while in a critical section but if the
426  * target thread is sleeping on a different cpu we cannot safely probe
427  * td_flags.
428  *
429  * This function is only called from a different cpu via setrunnable()
430  * when the thread is in a known sleep.  However, multiple wakeups are
431  * possible and we must hold the td to prevent a race against the thread
432  * exiting.
433  */
434 static __inline
435 void
436 _tsleep_wakeup(struct thread *td)
437 {
438 #ifdef SMP
439         globaldata_t gd = mycpu;
440
441         if (td->td_gd != gd) {
442                 lwkt_hold(td);
443                 lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)tsleep_wakeup_remote, td);
444                 return;
445         }
446 #endif
447         _tsleep_remove(td);
448         if (td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED) {
449                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
450                 lwkt_schedule(td);
451         }
452 }
453
454 #ifdef SMP
455 static
456 void
457 tsleep_wakeup_remote(struct thread *td)
458 {
459         _tsleep_wakeup(td);
460         lwkt_rele(td);
461 }
462 #endif
463
464
465 /*
466  * General sleep call.  Suspends the current process until a wakeup is
467  * performed on the specified identifier.  The process will then be made
468  * runnable with the specified priority.  Sleeps at most timo/hz seconds
469  * (0 means no timeout).  If flags includes PCATCH flag, signals are checked
470  * before and after sleeping, else signals are not checked.  Returns 0 if
471  * awakened, EWOULDBLOCK if the timeout expires.  If PCATCH is set and a
472  * signal needs to be delivered, ERESTART is returned if the current system
473  * call should be restarted if possible, and EINTR is returned if the system
474  * call should be interrupted by the signal (return EINTR).
475  *
476  * Note that if we are a process, we release_curproc() before messing with
477  * the LWKT scheduler.
478  *
479  * During autoconfiguration or after a panic, a sleep will simply
480  * lower the priority briefly to allow interrupts, then return.
481  */
482 int
483 tsleep(const volatile void *ident, int flags, const char *wmesg, int timo)
484 {
485         struct thread *td = curthread;
486         struct lwp *lp = td->td_lwp;
487         struct proc *p = td->td_proc;           /* may be NULL */
488         globaldata_t gd;
489         int sig;
490         int catch;
491         int id;
492         int error;
493         int oldpri;
494         struct callout thandle;
495
496         /*
497          * NOTE: removed KTRPOINT, it could cause races due to blocking
498          * even in stable.  Just scrap it for now.
499          */
500         if (!tsleep_crypto_dump && (tsleep_now_works == 0 || panicstr)) {
501                 /*
502                  * After a panic, or before we actually have an operational
503                  * softclock, just give interrupts a chance, then just return;
504                  *
505                  * don't run any other procs or panic below,
506                  * in case this is the idle process and already asleep.
507                  */
508                 splz();
509                 oldpri = td->td_pri;
510                 lwkt_setpri_self(safepri);
511                 lwkt_switch();
512                 lwkt_setpri_self(oldpri);
513                 return (0);
514         }
515         logtsleep2(tsleep_beg, ident);
516         gd = td->td_gd;
517         KKASSERT(td != &gd->gd_idlethread);     /* you must be kidding! */
518
519         /*
520          * NOTE: all of this occurs on the current cpu, including any
521          * callout-based wakeups, so a critical section is a sufficient
522          * interlock.
523          *
524          * The entire sequence through to where we actually sleep must
525          * run without breaking the critical section.
526          */
527         catch = flags & PCATCH;
528         error = 0;
529         sig = 0;
530
531         crit_enter_quick(td);
532
533         KASSERT(ident != NULL, ("tsleep: no ident"));
534         KASSERT(lp == NULL ||
535                 lp->lwp_stat == LSRUN ||        /* Obvious */
536                 lp->lwp_stat == LSSTOP,         /* Set in tstop */
537                 ("tsleep %p %s %d",
538                         ident, wmesg, lp->lwp_stat));
539
540         /*
541          * We interlock the sleep queue if the caller has not already done
542          * it for us.  This must be done before we potentially acquire any
543          * tokens or we can loose the wakeup.
544          */
545         if ((flags & PINTERLOCKED) == 0) {
546                 id = LOOKUP(ident);
547                 _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
548         }
549
550         /*
551          * Setup for the current process (if this is a process). 
552          *
553          * We hold the process token if lp && catch.  The resume
554          * code will release it.
555          */
556         if (lp) {
557                 if (catch) {
558                         /*
559                          * Early termination if PCATCH was set and a
560                          * signal is pending, interlocked with the
561                          * critical section.
562                          *
563                          * Early termination only occurs when tsleep() is
564                          * entered while in a normal LSRUN state.
565                          */
566                         lwkt_gettoken(&p->p_token);
567                         if ((sig = CURSIG(lp)) != 0)
568                                 goto resume;
569
570                         /*
571                          * Early termination if PCATCH was set and a
572                          * mailbox signal was possibly delivered prior to
573                          * the system call even being made, in order to
574                          * allow the user to interlock without having to
575                          * make additional system calls.
576                          */
577                         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
578                                 goto resume;
579
580                         /*
581                          * Causes ksignal to wake us up if a signal is
582                          * received (interlocked with p->p_token).
583                          */
584                         lp->lwp_flag |= LWP_SINTR;
585                 }
586         } else {
587                 KKASSERT(p == NULL);
588         }
589
590         /*
591          * Make sure the current process has been untangled from
592          * the userland scheduler and initialize slptime to start
593          * counting.
594          */
595         if (lp) {
596                 p->p_usched->release_curproc(lp);
597                 lp->lwp_slptime = 0;
598         }
599
600         /*
601          * If the interlocked flag is set but our cpu bit in the slpqueue
602          * is no longer set, then a wakeup was processed inbetween the
603          * tsleep_interlock() (ours or the callers), and here.  This can
604          * occur under numerous circumstances including when we release the
605          * current process.
606          *
607          * Extreme loads can cause the sending of an IPI (e.g. wakeup()'s)
608          * to process incoming IPIs, thus draining incoming wakeups.
609          */
610         if ((td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) == 0) {
611                 logtsleep2(ilockfail, ident);
612                 goto resume;
613         }
614
615         /*
616          * scheduling is blocked while in a critical section.  Coincide
617          * the descheduled-by-tsleep flag with the descheduling of the
618          * lwkt.
619          */
620         lwkt_deschedule_self(td);
621         td->td_flags |= TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
622         td->td_wmesg = wmesg;
623
624         /*
625          * Setup the timeout, if any
626          */
627         if (timo) {
628                 callout_init(&thandle);
629                 callout_reset(&thandle, timo, endtsleep, td);
630         }
631
632         /*
633          * Beddy bye bye.
634          */
635         if (lp) {
636                 /*
637                  * Ok, we are sleeping.  Place us in the SSLEEP state.
638                  */
639                 KKASSERT((lp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
640                 /*
641                  * tstop() sets LSSTOP, so don't fiddle with that.
642                  */
643                 if (lp->lwp_stat != LSSTOP)
644                         lp->lwp_stat = LSSLEEP;
645                 lp->lwp_ru.ru_nvcsw++;
646                 lwkt_switch();
647
648                 /*
649                  * And when we are woken up, put us back in LSRUN.  If we
650                  * slept for over a second, recalculate our estcpu.
651                  */
652                 lp->lwp_stat = LSRUN;
653                 if (lp->lwp_slptime)
654                         p->p_usched->recalculate(lp);
655                 lp->lwp_slptime = 0;
656         } else {
657                 lwkt_switch();
658         }
659
660         /* 
661          * Make sure we haven't switched cpus while we were asleep.  It's
662          * not supposed to happen.  Cleanup our temporary flags.
663          */
664         KKASSERT(gd == td->td_gd);
665
666         /*
667          * Cleanup the timeout.
668          */
669         if (timo) {
670                 if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT) {
671                         td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
672                         error = EWOULDBLOCK;
673                 } else {
674                         callout_stop(&thandle);
675                 }
676         }
677
678         /*
679          * Make sure we have been removed from the sleepq.  This should
680          * have been done for us already.
681          *
682          * However, it is possible for a scheduling IPI to be in flight
683          * from a previous tsleep/tsleep_interlock or due to a straight-out
684          * call to lwkt_schedule() (in the case of an interrupt thread).
685          * So don't complain if DESCHEDULED is still set.
686          */
687         _tsleep_remove(td);
688         td->td_wmesg = NULL;
689         if (td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED) {
690                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
691         }
692
693         /*
694          * Figure out the correct error return.  If interrupted by a
695          * signal we want to return EINTR or ERESTART.  
696          *
697          * If P_MAILBOX is set no automatic system call restart occurs
698          * and we return EINTR.  P_MAILBOX is meant to be used as an
699          * interlock, the user must poll it prior to any system call
700          * that it wishes to interlock a mailbox signal against since
701          * the flag is cleared on *any* system call that sleeps.
702          *
703          * p->p_token is held in the p && catch case.
704          */
705 resume:
706         if (p) {
707                 if (catch && error == 0) {
708                         if ((p->p_flag & P_MAILBOX) && sig == 0) {
709                                 error = EINTR;
710                         } else if (sig != 0 || (sig = CURSIG(lp))) {
711                                 if (SIGISMEMBER(p->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
712                                         error = EINTR;
713                                 else
714                                         error = ERESTART;
715                         }
716                 }
717                 if (catch)
718                         lwkt_reltoken(&p->p_token);
719                 lp->lwp_flag &= ~(LWP_BREAKTSLEEP | LWP_SINTR);
720                 p->p_flag &= ~P_MAILBOX;
721         }
722         logtsleep1(tsleep_end);
723         crit_exit_quick(td);
724         return (error);
725 }
726
727 /*
728  * Interlocked spinlock sleep.  An exclusively held spinlock must
729  * be passed to ssleep().  The function will atomically release the
730  * spinlock and tsleep on the ident, then reacquire the spinlock and
731  * return.
732  *
733  * This routine is fairly important along the critical path, so optimize it
734  * heavily.
735  */
736 int
737 ssleep(const volatile void *ident, struct spinlock *spin, int flags,
738        const char *wmesg, int timo)
739 {
740         globaldata_t gd = mycpu;
741         int error;
742
743         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
744         spin_unlock_quick(gd, spin);
745         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
746         spin_lock_quick(gd, spin);
747
748         return (error);
749 }
750
751 int
752 lksleep(const volatile void *ident, struct lock *lock, int flags,
753         const char *wmesg, int timo)
754 {
755         globaldata_t gd = mycpu;
756         int error;
757
758         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
759         lockmgr(lock, LK_RELEASE);
760         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
761         lockmgr(lock, LK_EXCLUSIVE);
762
763         return (error);
764 }
765
766 /*
767  * Interlocked mutex sleep.  An exclusively held mutex must be passed
768  * to mtxsleep().  The function will atomically release the mutex
769  * and tsleep on the ident, then reacquire the mutex and return.
770  */
771 int
772 mtxsleep(const volatile void *ident, struct mtx *mtx, int flags,
773          const char *wmesg, int timo)
774 {
775         globaldata_t gd = mycpu;
776         int error;
777
778         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
779         mtx_unlock(mtx);
780         error = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
781         mtx_lock_ex_quick(mtx, wmesg);
782
783         return (error);
784 }
785
786 /*
787  * Interlocked serializer sleep.  An exclusively held serializer must
788  * be passed to zsleep().  The function will atomically release
789  * the serializer and tsleep on the ident, then reacquire the serializer
790  * and return.
791  */
792 int
793 zsleep(const volatile void *ident, struct lwkt_serialize *slz, int flags,
794        const char *wmesg, int timo)
795 {
796         globaldata_t gd = mycpu;
797         int ret;
798
799         ASSERT_SERIALIZED(slz);
800
801         _tsleep_interlock(gd, ident, flags);
802         lwkt_serialize_exit(slz);
803         ret = tsleep(ident, flags | PINTERLOCKED, wmesg, timo);
804         lwkt_serialize_enter(slz);
805
806         return ret;
807 }
808
809 /*
810  * Directly block on the LWKT thread by descheduling it.  This
811  * is much faster then tsleep(), but the only legal way to wake
812  * us up is to directly schedule the thread.
813  *
814  * Setting TDF_SINTR will cause new signals to directly schedule us.
815  *
816  * This routine must be called while in a critical section.
817  */
818 int
819 lwkt_sleep(const char *wmesg, int flags)
820 {
821         thread_t td = curthread;
822         int sig;
823
824         if ((flags & PCATCH) == 0 || td->td_lwp == NULL) {
825                 td->td_flags |= TDF_BLOCKED;
826                 td->td_wmesg = wmesg;
827                 lwkt_deschedule_self(td);
828                 lwkt_switch();
829                 td->td_wmesg = NULL;
830                 td->td_flags &= ~TDF_BLOCKED;
831                 return(0);
832         }
833         if ((sig = CURSIG(td->td_lwp)) != 0) {
834                 if (SIGISMEMBER(td->td_proc->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
835                         return(EINTR);
836                 else
837                         return(ERESTART);
838                         
839         }
840         td->td_flags |= TDF_BLOCKED | TDF_SINTR;
841         td->td_wmesg = wmesg;
842         lwkt_deschedule_self(td);
843         lwkt_switch();
844         td->td_flags &= ~(TDF_BLOCKED | TDF_SINTR);
845         td->td_wmesg = NULL;
846         return(0);
847 }
848
849 /*
850  * Implement the timeout for tsleep.
851  *
852  * We set LWP_BREAKTSLEEP to indicate that an event has occured, but
853  * we only call setrunnable if the process is not stopped.
854  *
855  * This type of callout timeout is scheduled on the same cpu the process
856  * is sleeping on.  Also, at the moment, the MP lock is held.
857  */
858 static void
859 endtsleep(void *arg)
860 {
861         thread_t td = arg;
862         struct lwp *lp;
863
864         crit_enter();
865         lp = td->td_lwp;
866
867         if (lp)
868                 lwkt_gettoken(&lp->lwp_proc->p_token);
869
870         /*
871          * cpu interlock.  Thread flags are only manipulated on
872          * the cpu owning the thread.  proc flags are only manipulated
873          * by the holder of p->p_token.  We have both.
874          */
875         if (td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED) {
876                 td->td_flags |= TDF_TIMEOUT;
877
878                 if (lp) {
879                         lp->lwp_flag |= LWP_BREAKTSLEEP;
880                         if (lp->lwp_proc->p_stat != SSTOP)
881                                 setrunnable(lp);
882                 } else {
883                         _tsleep_wakeup(td);
884                 }
885         }
886         if (lp)
887                 lwkt_reltoken(&lp->lwp_proc->p_token);
888         crit_exit();
889 }
890
891 /*
892  * Make all processes sleeping on the specified identifier runnable.
893  * count may be zero or one only.
894  *
895  * The domain encodes the sleep/wakeup domain AND the first cpu to check
896  * (which is always the current cpu).  As we iterate across cpus
897  *
898  * This call may run without the MP lock held.  We can only manipulate thread
899  * state on the cpu owning the thread.  We CANNOT manipulate process state
900  * at all.
901  *
902  * _wakeup() can be passed to an IPI so we can't use (const volatile
903  * void *ident).
904  */
905 static void
906 _wakeup(void *ident, int domain)
907 {
908         struct tslpque *qp;
909         struct thread *td;
910         struct thread *ntd;
911         globaldata_t gd;
912 #ifdef SMP
913         cpumask_t mask;
914 #endif
915         int id;
916
917         crit_enter();
918         logtsleep2(wakeup_beg, ident);
919         gd = mycpu;
920         id = LOOKUP(ident);
921         qp = &gd->gd_tsleep_hash[id];
922 restart:
923         for (td = TAILQ_FIRST(qp); td != NULL; td = ntd) {
924                 ntd = TAILQ_NEXT(td, td_sleepq);
925                 if (td->td_wchan == ident && 
926                     td->td_wdomain == (domain & PDOMAIN_MASK)
927                 ) {
928                         KKASSERT(td->td_gd == gd);
929                         _tsleep_remove(td);
930                         if (td->td_flags & TDF_TSLEEP_DESCHEDULED) {
931                                 td->td_flags &= ~TDF_TSLEEP_DESCHEDULED;
932                                 lwkt_schedule(td);
933                                 if (domain & PWAKEUP_ONE)
934                                         goto done;
935                         }
936                         goto restart;
937                 }
938         }
939
940 #ifdef SMP
941         /*
942          * We finished checking the current cpu but there still may be
943          * more work to do.  Either wakeup_one was requested and no matching
944          * thread was found, or a normal wakeup was requested and we have
945          * to continue checking cpus.
946          *
947          * It should be noted that this scheme is actually less expensive then
948          * the old scheme when waking up multiple threads, since we send 
949          * only one IPI message per target candidate which may then schedule
950          * multiple threads.  Before we could have wound up sending an IPI
951          * message for each thread on the target cpu (!= current cpu) that
952          * needed to be woken up.
953          *
954          * NOTE: Wakeups occuring on remote cpus are asynchronous.  This
955          * should be ok since we are passing idents in the IPI rather then
956          * thread pointers.
957          */
958         if ((domain & PWAKEUP_MYCPU) == 0 &&
959             (mask = slpque_cpumasks[id] & gd->gd_other_cpus) != 0) {
960                 lwkt_send_ipiq2_mask(mask, _wakeup, ident,
961                                      domain | PWAKEUP_MYCPU);
962         }
963 #endif
964 done:
965         logtsleep1(wakeup_end);
966         crit_exit();
967 }
968
969 /*
970  * Wakeup all threads tsleep()ing on the specified ident, on all cpus
971  */
972 void
973 wakeup(const volatile void *ident)
974 {
975     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid));
976 }
977
978 /*
979  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident, on any cpu.
980  */
981 void
982 wakeup_one(const volatile void *ident)
983 {
984     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
985     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(0, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
986 }
987
988 /*
989  * Wakeup threads tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
990  * only.
991  */
992 void
993 wakeup_mycpu(const volatile void *ident)
994 {
995     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU);
996 }
997
998 /*
999  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the current cpu
1000  * only.
1001  */
1002 void
1003 wakeup_mycpu_one(const volatile void *ident)
1004 {
1005     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1006     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU|PWAKEUP_ONE);
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Wakeup all thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
1011  * only.
1012  */
1013 void
1014 wakeup_oncpu(globaldata_t gd, const volatile void *ident)
1015 {
1016 #ifdef SMP
1017     if (gd == mycpu) {
1018         _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU);
1019     } else {
1020         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, __DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU);
1021     }
1022 #else
1023     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU);
1024 #endif
1025 }
1026
1027 /*
1028  * Wakeup one thread tsleep()ing on the specified ident on the specified cpu
1029  * only.
1030  */
1031 void
1032 wakeup_oncpu_one(globaldata_t gd, const volatile void *ident)
1033 {
1034 #ifdef SMP
1035     if (gd == mycpu) {
1036         _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1037     } else {
1038         lwkt_send_ipiq2(gd, _wakeup, __DEALL(ident),
1039                         PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1040     }
1041 #else
1042     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_MYCPU | PWAKEUP_ONE);
1043 #endif
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Wakeup all threads waiting on the specified ident that slept using
1048  * the specified domain, on all cpus.
1049  */
1050 void
1051 wakeup_domain(const volatile void *ident, int domain)
1052 {
1053     _wakeup(__DEALL(ident), PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid));
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Wakeup one thread waiting on the specified ident that slept using
1058  * the specified  domain, on any cpu.
1059  */
1060 void
1061 wakeup_domain_one(const volatile void *ident, int domain)
1062 {
1063     /* XXX potentially round-robin the first responding cpu */
1064     _wakeup(__DEALL(ident),
1065             PWAKEUP_ENCODE(domain, mycpu->gd_cpuid) | PWAKEUP_ONE);
1066 }
1067
1068 /*
1069  * setrunnable()
1070  *
1071  * Make a process runnable.  lp->lwp_proc->p_token must be held on call.
1072  * This only has an effect if we are in SSLEEP.  We only break out of the
1073  * tsleep if LWP_BREAKTSLEEP is set, otherwise we just fix-up the state.
1074  *
1075  * NOTE: With p_token held we can only safely manipulate the process
1076  * structure and the lp's lwp_stat.
1077  */
1078 void
1079 setrunnable(struct lwp *lp)
1080 {
1081         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&lp->lwp_proc->p_token);
1082         crit_enter();
1083         if (lp->lwp_stat == LSSTOP)
1084                 lp->lwp_stat = LSSLEEP;
1085         if (lp->lwp_stat == LSSLEEP && (lp->lwp_flag & LWP_BREAKTSLEEP))
1086                 _tsleep_wakeup(lp->lwp_thread);
1087         crit_exit();
1088 }
1089
1090 /*
1091  * The process is stopped due to some condition, usually because p_stat is
1092  * set to SSTOP, but also possibly due to being traced.  
1093  *
1094  * NOTE!  If the caller sets SSTOP, the caller must also clear P_WAITED
1095  * because the parent may check the child's status before the child actually
1096  * gets to this routine.
1097  *
1098  * This routine is called with the current lwp only, typically just
1099  * before returning to userland.
1100  *
1101  * Setting LWP_BREAKTSLEEP before entering the tsleep will cause a passive
1102  * SIGCONT to break out of the tsleep.
1103  */
1104 void
1105 tstop(void)
1106 {
1107         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
1108         struct proc *p = lp->lwp_proc;
1109
1110         crit_enter();
1111         /*
1112          * If LWP_WSTOP is set, we were sleeping
1113          * while our process was stopped.  At this point
1114          * we were already counted as stopped.
1115          */
1116         if ((lp->lwp_flag & LWP_WSTOP) == 0) {
1117                 /*
1118                  * If we're the last thread to stop, signal
1119                  * our parent.
1120                  */
1121                 p->p_nstopped++;
1122                 lp->lwp_flag |= LWP_WSTOP;
1123                 wakeup(&p->p_nstopped);
1124                 if (p->p_nstopped == p->p_nthreads) {
1125                         p->p_flag &= ~P_WAITED;
1126                         wakeup(p->p_pptr);
1127                         if ((p->p_pptr->p_sigacts->ps_flag & PS_NOCLDSTOP) == 0)
1128                                 ksignal(p->p_pptr, SIGCHLD);
1129                 }
1130         }
1131         while (p->p_stat == SSTOP) {
1132                 lp->lwp_flag |= LWP_BREAKTSLEEP;
1133                 lp->lwp_stat = LSSTOP;
1134                 tsleep(p, 0, "stop", 0);
1135         }
1136         p->p_nstopped--;
1137         lp->lwp_flag &= ~LWP_WSTOP;
1138         crit_exit();
1139 }
1140
1141 /*
1142  * Compute a tenex style load average of a quantity on
1143  * 1, 5 and 15 minute intervals.
1144  */
1145 static int loadav_count_runnable(struct lwp *p, void *data);
1146
1147 static void
1148 loadav(void *arg)
1149 {
1150         struct loadavg *avg;
1151         int i, nrun;
1152
1153         nrun = 0;
1154         alllwp_scan(loadav_count_runnable, &nrun);
1155         avg = &averunnable;
1156         for (i = 0; i < 3; i++) {
1157                 avg->ldavg[i] = (cexp[i] * avg->ldavg[i] +
1158                     nrun * FSCALE * (FSCALE - cexp[i])) >> FSHIFT;
1159         }
1160
1161         /*
1162          * Schedule the next update to occur after 5 seconds, but add a
1163          * random variation to avoid synchronisation with processes that
1164          * run at regular intervals.
1165          */
1166         callout_reset(&loadav_callout, hz * 4 + (int)(krandom() % (hz * 2 + 1)),
1167                       loadav, NULL);
1168 }
1169
1170 static int
1171 loadav_count_runnable(struct lwp *lp, void *data)
1172 {
1173         int *nrunp = data;
1174         thread_t td;
1175
1176         switch (lp->lwp_stat) {
1177         case LSRUN:
1178                 if ((td = lp->lwp_thread) == NULL)
1179                         break;
1180                 if (td->td_flags & TDF_BLOCKED)
1181                         break;
1182                 ++*nrunp;
1183                 break;
1184         default:
1185                 break;
1186         }
1187         return(0);
1188 }
1189
1190 /* ARGSUSED */
1191 static void
1192 sched_setup(void *dummy)
1193 {
1194         callout_init(&loadav_callout);
1195         callout_init(&schedcpu_callout);
1196
1197         /* Kick off timeout driven events by calling first time. */
1198         schedcpu(NULL);
1199         loadav(NULL);
1200 }
1201