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 1.42 2005/06/06 15:02:28 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/thread2.h>
  54 #ifdef KTRACE
  55 #include <sys/uio.h>
  56 #include <sys/ktrace.h>
  57 #endif
  58 #include <sys/xwait.h>
  59
  60 #include <machine/cpu.h>
  61 #include <machine/ipl.h>
  62 #include <machine/smp.h>
  63
  64 static void sched_setup (void *dummy);
  65 SYSINIT(sched_setup, SI_SUB_KICK_SCHEDULER, SI_ORDER_FIRST, sched_setup, NULL)
  66
  67 int     hogticks;
  68 int     lbolt;
  69 int     sched_quantum;          /* Roundrobin scheduling quantum in ticks. */
  70 int     ncpus;
  71 int     ncpus2, ncpus2_shift, ncpus2_mask;
  72 int     safepri;
  73
  74 static struct callout loadav_callout;
  75 static struct callout roundrobin_callout;
  76 static struct callout schedcpu_callout;
  77
  78 struct loadavg averunnable =
  79         { {0, 0, 0}, FSCALE };  /* load average, of runnable procs */
  80 /*
  81  * Constants for averages over 1, 5, and 15 minutes
  82  * when sampling at 5 second intervals.
  83  */
  84 static fixpt_t cexp[3] = {
  85         0.9200444146293232 * FSCALE,    /* exp(-1/12) */
  86         0.9834714538216174 * FSCALE,    /* exp(-1/60) */
  87         0.9944598480048967 * FSCALE,    /* exp(-1/180) */
  88 };
  89
  90 static void     endtsleep (void *);
  91 static void     loadav (void *arg);
  92 static void     roundrobin (void *arg);
  93 static void     schedcpu (void *arg);
  94 static void     updatepri (struct proc *p);
  95
  96 static int
  97 sysctl_kern_quantum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
  98 {
  99         int error, new_val;
 100
 101         new_val = sched_quantum * tick;
 102         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
 103         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 104                 return (error);
 105         if (new_val < tick)
 106                 return (EINVAL);
 107         sched_quantum = new_val / tick;
 108         hogticks = 2 * sched_quantum;
 109         return (0);
 110 }
 111
 112 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, quantum, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 113         0, sizeof sched_quantum, sysctl_kern_quantum, "I", "");
 114
 115 int
 116 roundrobin_interval(void)
 117 {
 118         return (sched_quantum);
 119 }
 120
 121 /*
 122  * Force switch among equal priority processes every 100ms.
 123  *
 124  * WARNING!  The MP lock is not held on ipi message remotes.
 125  */
 126 #ifdef SMP
 127
 128 static void
 129 roundrobin_remote(void *arg)
 130 {
 131         struct proc *p = lwkt_preempted_proc();
 132         if (p == NULL || RTP_PRIO_NEED_RR(p->p_rtprio.type))
 133                 need_user_resched();
 134 }
 135
 136 #endif
 137
 138 static void
 139 roundrobin(void *arg)
 140 {
 141         struct proc *p = lwkt_preempted_proc();
 142         if (p == NULL || RTP_PRIO_NEED_RR(p->p_rtprio.type))
 143                 need_user_resched();
 144 #ifdef SMP
 145         lwkt_send_ipiq_mask(mycpu->gd_other_cpus, roundrobin_remote, NULL);
 146 #endif
 147         callout_reset(&roundrobin_callout, sched_quantum, roundrobin, NULL);
 148 }
 149
 150 #ifdef SMP
 151
 152 void
 153 resched_cpus(u_int32_t mask)
 154 {
 155         lwkt_send_ipiq_mask(mask, roundrobin_remote, NULL);
 156 }
 157
 158 #endif
 159
 160 /*
 161  * The load average is scaled by FSCALE (2048 typ).  The estimated cpu is
 162  * incremented at a rate of ESTCPUVFREQ per second (40hz typ), but this is
 163  * divided up across all cpu bound processes running in the system so an
 164  * individual process will get less under load.  ESTCPULIM typicaly caps
 165  * out at ESTCPUMAX (around 376, or 11 nice levels).
 166  *
 167  * Generally speaking the decay equation needs to break-even on growth
 168  * at the limit at all load levels >= 1.0, so if the estimated cpu for
 169  * a process increases by (ESTVCPUFREQ / load) per second, then the decay
 170  * should reach this value when estcpu reaches ESTCPUMAX.  That calculation
 171  * is:
 172  *
 173  *      ESTCPUMAX * decay = ESTCPUVFREQ / load
 174  *      decay = ESTCPUVFREQ / (load * ESTCPUMAX)
 175  *      decay = estcpu * 0.053 / load
 176  *
 177  * If the load is less then 1.0 we assume a load of 1.0.
 178  */
 179
 180 #define cload(loadav)   ((loadav) < FSCALE ? FSCALE : (loadav))
 181 #define decay_cpu(loadav,estcpu)        \
 182     ((estcpu) * (FSCALE * ESTCPUVFREQ / ESTCPUMAX) / cload(loadav))
 183
 184 /* decay 95% of `p_pctcpu' in 60 seconds; see CCPU_SHIFT before changing */
 185 static fixpt_t  ccpu = 0.95122942450071400909 * FSCALE; /* exp(-1/20) */
 186 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");
 187
 188 /* kernel uses `FSCALE', userland (SHOULD) use kern.fscale */
 189 static int      fscale __unused = FSCALE;
 190 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, fscale, CTLFLAG_RD, 0, FSCALE, "");
 191
 192 /*
 193  * If `ccpu' is not equal to `exp(-1/20)' and you still want to use the
 194  * faster/more-accurate formula, you'll have to estimate CCPU_SHIFT below
 195  * and possibly adjust FSHIFT in "param.h" so that (FSHIFT >= CCPU_SHIFT).
 196  *
 197  * To estimate CCPU_SHIFT for exp(-1/20), the following formula was used:
 198  *      1 - exp(-1/20) ~= 0.0487 ~= 0.0488 == 1 (fixed pt, *11* bits).
 199  *
 200  * If you don't want to bother with the faster/more-accurate formula, you
 201  * can set CCPU_SHIFT to (FSHIFT + 1) which will use a slower/less-accurate
 202  * (more general) method of calculating the %age of CPU used by a process.
 203  */
 204 #define CCPU_SHIFT      11
 205
 206 /*
 207  * Recompute process priorities, once a second.
 208  */
 209 /* ARGSUSED */
 210 static void
 211 schedcpu(void *arg)
 212 {
 213         fixpt_t loadfac = averunnable.ldavg[0];
 214         struct proc *p;
 215         unsigned int ndecay;
 216
 217         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 218                 /*
 219                  * Increment time in/out of memory and sleep time
 220                  * (if sleeping).  We ignore overflow; with 16-bit int's
 221                  * (remember them?) overflow takes 45 days.
 222                  */
 223                 p->p_swtime++;
 224                 if (p->p_stat == SSLEEP || p->p_stat == SSTOP)
 225                         p->p_slptime++;
 226                 p->p_pctcpu = (p->p_pctcpu * ccpu) >> FSHIFT;
 227
 228                 /*
 229                  * If the process has slept the entire second,
 230                  * stop recalculating its priority until it wakes up.
 231                  *
 232                  * Note that interactive calculations do not occur for
 233                  * long sleeps (because that isn't necessarily indicative
 234                  * of an interactive process).
 235                  */
 236                 if (p->p_slptime > 1)
 237                         continue;
 238                 /* prevent state changes and protect run queue */
 239                 crit_enter();
 240                 /*
 241                  * p_cpticks runs at ESTCPUFREQ but must be divided by the
 242                  * load average for par-100% use.  Higher p_interactive
 243                  * values mean less interactive, lower values mean more
 244                  * interactive.
 245                  */
 246                 if ((((fixpt_t)p->p_cpticks * cload(loadfac)) >> FSHIFT)  >
 247                     ESTCPUFREQ / 4) {
 248                         if (p->p_interactive < 127)
 249                                 ++p->p_interactive;
 250                 } else {
 251                         if (p->p_interactive > -127)
 252                                 --p->p_interactive;
 253                 }
 254                 /*
 255                  * p_pctcpu is only for ps.
 256                  */
 257 #if     (FSHIFT >= CCPU_SHIFT)
 258                 p->p_pctcpu += (ESTCPUFREQ == 100)?
 259                         ((fixpt_t) p->p_cpticks) << (FSHIFT - CCPU_SHIFT):
 260                         100 * (((fixpt_t) p->p_cpticks)
 261                                 << (FSHIFT - CCPU_SHIFT)) / ESTCPUFREQ;
 262 #else
 263                 p->p_pctcpu += ((FSCALE - ccpu) *
 264                         (p->p_cpticks * FSCALE / ESTCPUFREQ)) >> FSHIFT;
 265 #endif
 266                 p->p_cpticks = 0;
 267                 ndecay = decay_cpu(loadfac, p->p_estcpu);
 268                 if (p->p_estcpu > ndecay)
 269                         p->p_estcpu -= ndecay;
 270                 else
 271                         p->p_estcpu = 0;
 272                 resetpriority(p);
 273                 crit_exit();
 274         }
 275         wakeup((caddr_t)&lbolt);
 276         callout_reset(&schedcpu_callout, hz, schedcpu, NULL);
 277 }
 278
 279 /*
 280  * Recalculate the priority of a process after it has slept for a while.
 281  * For all load averages >= 1 and max p_estcpu of 255, sleeping for at
 282  * least six times the loadfactor will decay p_estcpu to zero.
 283  */
 284 static void
 285 updatepri(struct proc *p)
 286 {
 287         unsigned int ndecay;
 288
 289         ndecay = decay_cpu(averunnable.ldavg[0], p->p_estcpu) * p->p_slptime;
 290         if (p->p_estcpu > ndecay)
 291                 p->p_estcpu -= ndecay;
 292         else
 293                 p->p_estcpu = 0;
 294         resetpriority(p);
 295 }
 296
 297 /*
 298  * We're only looking at 7 bits of the address; everything is
 299  * aligned to 4, lots of things are aligned to greater powers
 300  * of 2.  Shift right by 8, i.e. drop the bottom 256 worth.
 301  */
 302 #define TABLESIZE       128
 303 static TAILQ_HEAD(slpquehead, thread) slpque[TABLESIZE];
 304 #define LOOKUP(x)       (((intptr_t)(x) >> 8) & (TABLESIZE - 1))
 305
 306 /*
 307  * During autoconfiguration or after a panic, a sleep will simply
 308  * lower the priority briefly to allow interrupts, then return.
 309  */
 310
 311 void
 312 sleepinit(void)
 313 {
 314         int i;
 315
 316         sched_quantum = hz/10;
 317         hogticks = 2 * sched_quantum;
 318         for (i = 0; i < TABLESIZE; i++)
 319                 TAILQ_INIT(&slpque[i]);
 320 }
 321
 322 /*
 323  * General sleep call.  Suspends the current process until a wakeup is
 324  * performed on the specified identifier.  The process will then be made
 325  * runnable with the specified priority.  Sleeps at most timo/hz seconds
 326  * (0 means no timeout).  If flags includes PCATCH flag, signals are checked
 327  * before and after sleeping, else signals are not checked.  Returns 0 if
 328  * awakened, EWOULDBLOCK if the timeout expires.  If PCATCH is set and a
 329  * signal needs to be delivered, ERESTART is returned if the current system
 330  * call should be restarted if possible, and EINTR is returned if the system
 331  * call should be interrupted by the signal (return EINTR).
 332  *
 333  * Note that if we are a process, we release_curproc() before messing with
 334  * the LWKT scheduler.
 335  */
 336 int
 337 tsleep(void *ident, int flags, const char *wmesg, int timo)
 338 {
 339         struct thread *td = curthread;
 340         struct proc *p = td->td_proc;           /* may be NULL */
 341         int sig = 0, catch = flags & PCATCH;
 342         int id = LOOKUP(ident);
 343         int oldpri;
 344         struct callout thandle;
 345
 346         /*
 347          * NOTE: removed KTRPOINT, it could cause races due to blocking
 348          * even in stable.  Just scrap it for now.
 349          */
 350         if (cold || panicstr) {
 351                 /*
 352                  * After a panic, or during autoconfiguration,
 353                  * just give interrupts a chance, then just return;
 354                  * don't run any other procs or panic below,
 355                  * in case this is the idle process and already asleep.
 356                  */
 357                 splz();
 358                 oldpri = td->td_pri & TDPRI_MASK;
 359                 lwkt_setpri_self(safepri);
 360                 lwkt_switch();
 361                 lwkt_setpri_self(oldpri);
 362                 return (0);
 363         }
 364         KKASSERT(td != &mycpu->gd_idlethread);  /* you must be kidding! */
 365         crit_enter_quick(td);
 366         KASSERT(ident != NULL, ("tsleep: no ident"));
 367         KASSERT(p == NULL || p->p_stat == SRUN, ("tsleep %p %s %d",
 368                 ident, wmesg, p->p_stat));
 369
 370         td->td_wchan = ident;
 371         td->td_wmesg = wmesg;
 372         td->td_wdomain = flags & PDOMAIN_MASK;
 373         if (p) {
 374                 if (flags & PNORESCHED)
 375                         td->td_flags |= TDF_NORESCHED;
 376                 release_curproc(p);
 377                 p->p_slptime = 0;
 378         }
 379         lwkt_deschedule_self(td);
 380         TAILQ_INSERT_TAIL(&slpque[id], td, td_threadq);
 381         if (timo) {
 382                 callout_init(&thandle);
 383                 callout_reset(&thandle, timo, endtsleep, td);
 384         }
 385         /*
 386          * We put ourselves on the sleep queue and start our timeout
 387          * before calling CURSIG, as we could stop there, and a wakeup
 388          * or a SIGCONT (or both) could occur while we were stopped.
 389          * A SIGCONT would cause us to be marked as SSLEEP
 390          * without resuming us, thus we must be ready for sleep
 391          * when CURSIG is called.  If the wakeup happens while we're
 392          * stopped, td->td_wchan will be 0 upon return from CURSIG.
 393          */
 394         if (p) {
 395                 if (catch) {
 396                         p->p_flag |= P_SINTR;
 397                         if ((sig = CURSIG(p))) {
 398                                 if (td->td_wchan) {
 399                                         unsleep(td);
 400                                         lwkt_schedule_self(td);
 401                                 }
 402                                 p->p_stat = SRUN;
 403                                 goto resume;
 404                         }
 405                         if (td->td_wchan == NULL) {
 406                                 catch = 0;
 407                                 goto resume;
 408                         }
 409                 } else {
 410                         sig = 0;
 411                 }
 412
 413                 /*
 414                  * If we are not the current process we have to remove ourself
 415                  * from the run queue.
 416                  */
 417                 KASSERT(p->p_stat == SRUN, ("PSTAT NOT SRUN %d %d", p->p_pid, p->p_stat));
 418                 /*
 419                  * If this is the current 'user' process schedule another one.
 420                  */
 421                 clrrunnable(p, SSLEEP);
 422                 p->p_stats->p_ru.ru_nvcsw++;
 423                 mi_switch(p);
 424                 KASSERT(p->p_stat == SRUN, ("tsleep: stat not srun"));
 425         } else {
 426                 lwkt_switch();
 427         }
 428 resume:
 429         if (p)
 430                 p->p_flag &= ~P_SINTR;
 431         crit_exit_quick(td);
 432         td->td_flags &= ~TDF_NORESCHED;
 433         if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT) {
 434                 td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
 435                 if (sig == 0)
 436                         return (EWOULDBLOCK);
 437         } else if (timo) {
 438                 callout_stop(&thandle);
 439         } else if (td->td_wmesg) {
 440                 /*
 441                  * This can happen if a thread is woken up directly.  Clear
 442                  * wmesg to avoid debugging confusion.
 443                  */
 444                 td->td_wmesg = NULL;
 445         }
 446         /* inline of iscaught() */
 447         if (p) {
 448                 if (catch && (sig != 0 || (sig = CURSIG(p)))) {
 449                         if (SIGISMEMBER(p->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
 450                                 return (EINTR);
 451                         return (ERESTART);
 452                 }
 453         }
 454         return (0);
 455 }
 456
 457 /*
 458  * Implement the timeout for tsleep.  We interlock against
 459  * wchan when setting TDF_TIMEOUT.  For processes we remove
 460  * the sleep if the process is stopped rather then sleeping,
 461  * so it remains stopped.
 462  */
 463 static void
 464 endtsleep(void *arg)
 465 {
 466         thread_t td = arg;
 467         struct proc *p;
 468
 469         crit_enter();
 470         if (td->td_wchan) {
 471                 td->td_flags |= TDF_TIMEOUT;
 472                 if ((p = td->td_proc) != NULL) {
 473                         if (p->p_stat == SSLEEP)
 474                                 setrunnable(p);
 475                         else
 476                                 unsleep(td);
 477                 } else {
 478                         unsleep(td);
 479                         lwkt_schedule(td);
 480                 }
 481         }
 482         crit_exit();
 483 }
 484
 485 /*
 486  * Remove a process from its wait queue
 487  */
 488 void
 489 unsleep(struct thread *td)
 490 {
 491         crit_enter();
 492         if (td->td_wchan) {
 493 #if 0
 494                 if (p->p_flag & P_XSLEEP) {
 495                         struct xwait *w = p->p_wchan;
 496                         TAILQ_REMOVE(&w->waitq, p, p_procq);
 497                         p->p_flag &= ~P_XSLEEP;
 498                 } else
 499 #endif
 500                 TAILQ_REMOVE(&slpque[LOOKUP(td->td_wchan)], td, td_threadq);
 501                 td->td_wchan = NULL;
 502         }
 503         crit_exit();
 504 }
 505
 506 #if 0
 507 /*
 508  * Make all processes sleeping on the explicit lock structure runnable.
 509  */
 510 void
 511 xwakeup(struct xwait *w)
 512 {
 513         struct proc *p;
 514
 515         crit_enter();
 516         ++w->gen;
 517         while ((p = TAILQ_FIRST(&w->waitq)) != NULL) {
 518                 TAILQ_REMOVE(&w->waitq, p, p_procq);
 519                 KASSERT(p->p_wchan == w && (p->p_flag & P_XSLEEP),
 520                     ("xwakeup: wchan mismatch for %p (%p/%p) %08x", p, p->p_wchan, w, p->p_flag & P_XSLEEP));
 521                 p->p_wchan = NULL;
 522                 p->p_flag &= ~P_XSLEEP;
 523                 if (p->p_stat == SSLEEP) {
 524                         /* OPTIMIZED EXPANSION OF setrunnable(p); */
 525                         if (p->p_slptime > 1)
 526                                 updatepri(p);
 527                         p->p_slptime = 0;
 528                         p->p_stat = SRUN;
 529                         if (p->p_flag & P_INMEM) {
 530                                 lwkt_schedule(td);
 531                         } else {
 532                                 p->p_flag |= P_SWAPINREQ;
 533                                 wakeup((caddr_t)&proc0);
 534                         }
 535                 }
 536         }
 537         crit_exit();
 538 }
 539 #endif
 540
 541 /*
 542  * Make all processes sleeping on the specified identifier runnable.
 543  */
 544 static void
 545 _wakeup(void *ident, int domain, int count)
 546 {
 547         struct slpquehead *qp;
 548         struct thread *td;
 549         struct thread *ntd;
 550         struct proc *p;
 551         int id = LOOKUP(ident);
 552
 553         crit_enter();
 554         qp = &slpque[id];
 555 restart:
 556         for (td = TAILQ_FIRST(qp); td != NULL; td = ntd) {
 557                 ntd = TAILQ_NEXT(td, td_threadq);
 558                 if (td->td_wchan == ident && td->td_wdomain == domain) {
 559                         TAILQ_REMOVE(qp, td, td_threadq);
 560                         td->td_wchan = NULL;
 561                         if ((p = td->td_proc) != NULL && p->p_stat == SSLEEP) {
 562                                 /* OPTIMIZED EXPANSION OF setrunnable(p); */
 563                                 if (p->p_slptime > 1)
 564                                         updatepri(p);
 565                                 p->p_slptime = 0;
 566                                 p->p_stat = SRUN;
 567                                 if (p->p_flag & P_INMEM) {
 568                                         /*
 569                                          * LWKT scheduled now, there is no
 570                                          * userland runq interaction until
 571                                          * the thread tries to return to user
 572                                          * mode.
 573                                          *
 574                                          * setrunqueue(p);
 575                                          */
 576                                         lwkt_schedule(td);
 577                                 } else {
 578                                         p->p_flag |= P_SWAPINREQ;
 579                                         wakeup((caddr_t)&proc0);
 580                                 }
 581                                 /* END INLINE EXPANSION */
 582                         } else if (p == NULL) {
 583                                 lwkt_schedule(td);
 584                         }
 585                         if (--count == 0)
 586                                 break;
 587                         goto restart;
 588                 }
 589         }
 590         crit_exit();
 591 }
 592
 593 void
 594 wakeup(void *ident)
 595 {
 596     _wakeup(ident, 0, 0);
 597 }
 598
 599 void
 600 wakeup_one(void *ident)
 601 {
 602     _wakeup(ident, 0, 1);
 603 }
 604
 605 void
 606 wakeup_domain(void *ident, int domain)
 607 {
 608     _wakeup(ident, domain, 0);
 609 }
 610
 611 void
 612 wakeup_domain_one(void *ident, int domain)
 613 {
 614     _wakeup(ident, domain, 1);
 615 }
 616
 617 /*
 618  * The machine independent parts of mi_switch().
 619  *
 620  * 'p' must be the current process.
 621  */
 622 void
 623 mi_switch(struct proc *p)
 624 {
 625         thread_t td = p->p_thread;
 626         struct rlimit *rlim;
 627         u_int64_t ttime;
 628
 629         KKASSERT(td == mycpu->gd_curthread);
 630
 631         crit_enter_quick(td);
 632
 633         /*
 634          * Check if the process exceeds its cpu resource allocation.
 635          * If over max, kill it.  Time spent in interrupts is not
 636          * included.  YYY 64 bit match is expensive.  Ick.
 637          */
 638         ttime = td->td_sticks + td->td_uticks;
 639         if (p->p_stat != SZOMB && p->p_limit->p_cpulimit != RLIM_INFINITY &&
 640             ttime > p->p_limit->p_cpulimit) {
 641                 rlim = &p->p_rlimit[RLIMIT_CPU];
 642                 if (ttime / (rlim_t)1000000 >= rlim->rlim_max) {
 643                         killproc(p, "exceeded maximum CPU limit");
 644                 } else {
 645                         psignal(p, SIGXCPU);
 646                         if (rlim->rlim_cur < rlim->rlim_max) {
 647                                 /* XXX: we should make a private copy */
 648                                 rlim->rlim_cur += 5;
 649                         }
 650                 }
 651         }
 652
 653         /*
 654          * If we are in a SSTOPped state we deschedule ourselves.
 655          * YYY this needs to be cleaned up, remember that LWKTs stay on
 656          * their run queue which works differently then the user scheduler
 657          * which removes the process from the runq when it runs it.
 658          */
 659         mycpu->gd_cnt.v_swtch++;
 660         if (p->p_stat == SSTOP)
 661                 lwkt_deschedule_self(td);
 662         lwkt_switch();
 663         crit_exit_quick(td);
 664 }
 665
 666 /*
 667  * Change process state to be runnable,
 668  * placing it on the run queue if it is in memory,
 669  * and awakening the swapper if it isn't in memory.
 670  */
 671 void
 672 setrunnable(struct proc *p)
 673 {
 674         crit_enter();
 675
 676         switch (p->p_stat) {
 677         case 0:
 678         case SRUN:
 679         case SZOMB:
 680         default:
 681                 panic("setrunnable");
 682         case SSTOP:
 683         case SSLEEP:
 684                 unsleep(p->p_thread);   /* e.g. when sending signals */
 685                 break;
 686
 687         case SIDL:
 688                 break;
 689         }
 690         p->p_stat = SRUN;
 691
 692         /*
 693          * The process is controlled by LWKT at this point, we do not mess
 694          * around with the userland scheduler until the thread tries to
 695          * return to user mode.
 696          */
 697 #if 0
 698         if (p->p_flag & P_INMEM)
 699                 setrunqueue(p);
 700 #endif
 701         if (p->p_flag & P_INMEM)
 702                 lwkt_schedule(p->p_thread);
 703         crit_exit();
 704         if (p->p_slptime > 1)
 705                 updatepri(p);
 706         p->p_slptime = 0;
 707         if ((p->p_flag & P_INMEM) == 0) {
 708                 p->p_flag |= P_SWAPINREQ;
 709                 wakeup((caddr_t)&proc0);
 710         }
 711 }
 712
 713 /*
 714  * Change the process state to NOT be runnable, removing it from the run
 715  * queue.
 716  */
 717 void
 718 clrrunnable(struct proc *p, int stat)
 719 {
 720         crit_enter_quick(p->p_thread);
 721         if (p->p_stat == SRUN && (p->p_flag & P_ONRUNQ))
 722                 remrunqueue(p);
 723         p->p_stat = stat;
 724         crit_exit_quick(p->p_thread);
 725 }
 726
 727 /*
 728  * Compute the priority of a process when running in user mode.
 729  * Arrange to reschedule if the resulting priority is better
 730  * than that of the current process.
 731  */
 732 void
 733 resetpriority(struct proc *p)
 734 {
 735         int newpriority;
 736         int interactive;
 737         int opq;
 738         int npq;
 739
 740         /*
 741          * Set p_priority for general process comparisons
 742          */
 743         switch(p->p_rtprio.type) {
 744         case RTP_PRIO_REALTIME:
 745                 p->p_priority = PRIBASE_REALTIME + p->p_rtprio.prio;
 746                 return;
 747         case RTP_PRIO_NORMAL:
 748                 break;
 749         case RTP_PRIO_IDLE:
 750                 p->p_priority = PRIBASE_IDLE + p->p_rtprio.prio;
 751                 return;
 752         case RTP_PRIO_THREAD:
 753                 p->p_priority = PRIBASE_THREAD + p->p_rtprio.prio;
 754                 return;
 755         }
 756
 757         /*
 758          * NORMAL priorities fall through.  These are based on niceness
 759          * and cpu use.  Lower numbers == higher priorities.
 760          */
 761         newpriority = (int)(NICE_ADJUST(p->p_nice - PRIO_MIN) +
 762                         p->p_estcpu / ESTCPURAMP);
 763
 764         /*
 765          * p_interactive is -128 to +127 and represents very long term
 766          * interactivity or batch (whereas estcpu is a much faster variable).
 767          * Interactivity can modify the priority by up to 8 units either way.
 768          * (8 units == approximately 4 nice levels).
 769          */
 770         interactive = p->p_interactive / 10;
 771         newpriority += interactive;
 772
 773         newpriority = MIN(newpriority, MAXPRI);
 774         newpriority = MAX(newpriority, 0);
 775         npq = newpriority / PPQ;
 776         crit_enter();
 777         opq = (p->p_priority & PRIMASK) / PPQ;
 778         if (p->p_stat == SRUN && (p->p_flag & P_ONRUNQ) && opq != npq) {
 779                 /*
 780                  * We have to move the process to another queue
 781                  */
 782                 remrunqueue(p);
 783                 p->p_priority = PRIBASE_NORMAL + newpriority;
 784                 setrunqueue(p);
 785         } else {
 786                 /*
 787                  * We can just adjust the priority and it will be picked
 788                  * up later.
 789                  */
 790                 KKASSERT(opq == npq || (p->p_flag & P_ONRUNQ) == 0);
 791                 p->p_priority = PRIBASE_NORMAL + newpriority;
 792         }
 793         crit_exit();
 794 }
 795
 796 /*
 797  * Compute a tenex style load average of a quantity on
 798  * 1, 5 and 15 minute intervals.
 799  */
 800 static void
 801 loadav(void *arg)
 802 {
 803         int i, nrun;
 804         struct loadavg *avg;
 805         struct proc *p;
 806         thread_t td;
 807
 808         avg = &averunnable;
 809         nrun = 0;
 810         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 811                 switch (p->p_stat) {
 812                 case SRUN:
 813                         if ((td = p->p_thread) == NULL)
 814                                 break;
 815                         if (td->td_flags & TDF_BLOCKED)
 816                                 break;
 817                         /* fall through */
 818                 case SIDL:
 819                         nrun++;
 820                         break;
 821                 default:
 822                         break;
 823                 }
 824         }
 825         for (i = 0; i < 3; i++)
 826                 avg->ldavg[i] = (cexp[i] * avg->ldavg[i] +
 827                     nrun * FSCALE * (FSCALE - cexp[i])) >> FSHIFT;
 828
 829         /*
 830          * Schedule the next update to occur after 5 seconds, but add a
 831          * random variation to avoid synchronisation with processes that
 832          * run at regular intervals.
 833          */
 834         callout_reset(&loadav_callout, hz * 4 + (int)(random() % (hz * 2 + 1)),
 835             loadav, NULL);
 836 }
 837
 838 /* ARGSUSED */
 839 static void
 840 sched_setup(void *dummy)
 841 {
 842         callout_init(&loadav_callout);
 843         callout_init(&roundrobin_callout);
 844         callout_init(&schedcpu_callout);
 845
 846         /* Kick off timeout driven events by calling first time. */
 847         roundrobin(NULL);
 848         schedcpu(NULL);
 849         loadav(NULL);
 850 }
 851
 852 /*
 853  * We adjust the priority of the current process.  The priority of
 854  * a process gets worse as it accumulates CPU time.  The cpu usage
 855  * estimator (p_estcpu) is increased here.  resetpriority() will
 856  * compute a different priority each time p_estcpu increases by
 857  * INVERSE_ESTCPU_WEIGHT * (until MAXPRI is reached).
 858  *
 859  * The cpu usage estimator ramps up quite quickly when the process is
 860  * running (linearly), and decays away exponentially, at a rate which
 861  * is proportionally slower when the system is busy.  The basic principle
 862  * is that the system will 90% forget that the process used a lot of CPU
 863  * time in 5 * loadav seconds.  This causes the system to favor processes
 864  * which haven't run much recently, and to round-robin among other processes.
 865  *
 866  * The actual schedulerclock interrupt rate is ESTCPUFREQ, but we generally
 867  * want to ramp-up at a faster rate, ESTCPUVFREQ, so p_estcpu is scaled
 868  * by (ESTCPUVFREQ / ESTCPUFREQ).  You can control the ramp-up/ramp-down
 869  * rate by adjusting ESTCPUVFREQ in sys/proc.h in integer multiples
 870  * of ESTCPUFREQ.
 871  *
 872  * WARNING! called from a fast-int or an IPI, the MP lock MIGHT NOT BE HELD
 873  * and we cannot block.
 874  */
 875 void
 876 schedulerclock(void *dummy)
 877 {
 878         struct thread *td;
 879         struct proc *p;
 880
 881         td = curthread;
 882         if ((p = td->td_proc) != NULL) {
 883                 p->p_cpticks++;         /* cpticks runs at ESTCPUFREQ */
 884                 p->p_estcpu = ESTCPULIM(p->p_estcpu + ESTCPUVFREQ / ESTCPUFREQ);
 885                 if (try_mplock()) {
 886                         resetpriority(p);
 887                         rel_mplock();
 888                 }
 889         }
 890 }
 891