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 1.45 2005/06/26 04:36:31 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                 /*
 242                  * p_cpticks runs at ESTCPUFREQ but must be divided by the
 243                  * load average for par-100% use.  Higher p_interactive
 244                  * values mean less interactive, lower values mean more
 245                  * interactive.
 246                  */
 247                 if ((((fixpt_t)p->p_cpticks * cload(loadfac)) >> FSHIFT)  >
 248                     ESTCPUFREQ / 4) {
 249                         p->p_usched->heuristic_estcpu(p, 1);
 250                 } else {
 251                         p->p_usched->heuristic_estcpu(p, -1);
 252                 }
 253                 /*
 254                  * p_pctcpu is only for ps.
 255                  */
 256 #if     (FSHIFT >= CCPU_SHIFT)
 257                 p->p_pctcpu += (ESTCPUFREQ == 100)?
 258                         ((fixpt_t) p->p_cpticks) << (FSHIFT - CCPU_SHIFT):
 259                         100 * (((fixpt_t) p->p_cpticks)
 260                                 << (FSHIFT - CCPU_SHIFT)) / ESTCPUFREQ;
 261 #else
 262                 p->p_pctcpu += ((FSCALE - ccpu) *
 263                         (p->p_cpticks * FSCALE / ESTCPUFREQ)) >> FSHIFT;
 264 #endif
 265                 p->p_cpticks = 0;
 266                 ndecay = decay_cpu(loadfac, p->p_estcpu);
 267                 if (p->p_estcpu > ndecay)
 268                         p->p_estcpu -= ndecay;
 269                 else
 270                         p->p_estcpu = 0;
 271                 p->p_usched->resetpriority(p);
 272                 crit_exit();
 273         }
 274         wakeup((caddr_t)&lbolt);
 275         callout_reset(&schedcpu_callout, hz, schedcpu, NULL);
 276 }
 277
 278 /*
 279  * Recalculate the priority of a process after it has slept for a while.
 280  * For all load averages >= 1 and max p_estcpu of 255, sleeping for at
 281  * least six times the loadfactor will decay p_estcpu to zero.
 282  */
 283 static void
 284 updatepri(struct proc *p)
 285 {
 286         unsigned int ndecay;
 287
 288         ndecay = decay_cpu(averunnable.ldavg[0], p->p_estcpu) * p->p_slptime;
 289         if (p->p_estcpu > ndecay)
 290                 p->p_estcpu -= ndecay;
 291         else
 292                 p->p_estcpu = 0;
 293         p->p_usched->resetpriority(p);
 294 }
 295
 296 /*
 297  * We're only looking at 7 bits of the address; everything is
 298  * aligned to 4, lots of things are aligned to greater powers
 299  * of 2.  Shift right by 8, i.e. drop the bottom 256 worth.
 300  */
 301 #define TABLESIZE       128
 302 static TAILQ_HEAD(slpquehead, thread) slpque[TABLESIZE];
 303 #define LOOKUP(x)       (((intptr_t)(x) >> 8) & (TABLESIZE - 1))
 304
 305 /*
 306  * During autoconfiguration or after a panic, a sleep will simply
 307  * lower the priority briefly to allow interrupts, then return.
 308  */
 309
 310 void
 311 sleepinit(void)
 312 {
 313         int i;
 314
 315         sched_quantum = hz/10;
 316         hogticks = 2 * sched_quantum;
 317         for (i = 0; i < TABLESIZE; i++)
 318                 TAILQ_INIT(&slpque[i]);
 319 }
 320
 321 /*
 322  * General sleep call.  Suspends the current process until a wakeup is
 323  * performed on the specified identifier.  The process will then be made
 324  * runnable with the specified priority.  Sleeps at most timo/hz seconds
 325  * (0 means no timeout).  If flags includes PCATCH flag, signals are checked
 326  * before and after sleeping, else signals are not checked.  Returns 0 if
 327  * awakened, EWOULDBLOCK if the timeout expires.  If PCATCH is set and a
 328  * signal needs to be delivered, ERESTART is returned if the current system
 329  * call should be restarted if possible, and EINTR is returned if the system
 330  * call should be interrupted by the signal (return EINTR).
 331  *
 332  * Note that if we are a process, we release_curproc() before messing with
 333  * the LWKT scheduler.
 334  */
 335 int
 336 tsleep(void *ident, int flags, const char *wmesg, int timo)
 337 {
 338         struct thread *td = curthread;
 339         struct proc *p = td->td_proc;           /* may be NULL */
 340         int sig = 0, catch = flags & PCATCH;
 341         int id = LOOKUP(ident);
 342         int oldpri;
 343         struct callout thandle;
 344
 345         /*
 346          * NOTE: removed KTRPOINT, it could cause races due to blocking
 347          * even in stable.  Just scrap it for now.
 348          */
 349         if (cold || panicstr) {
 350                 /*
 351                  * After a panic, or during autoconfiguration,
 352                  * just give interrupts a chance, then just return;
 353                  * don't run any other procs or panic below,
 354                  * in case this is the idle process and already asleep.
 355                  */
 356                 splz();
 357                 oldpri = td->td_pri & TDPRI_MASK;
 358                 lwkt_setpri_self(safepri);
 359                 lwkt_switch();
 360                 lwkt_setpri_self(oldpri);
 361                 return (0);
 362         }
 363         KKASSERT(td != &mycpu->gd_idlethread);  /* you must be kidding! */
 364         crit_enter_quick(td);
 365         KASSERT(ident != NULL, ("tsleep: no ident"));
 366         KASSERT(p == NULL || p->p_stat == SRUN, ("tsleep %p %s %d",
 367                 ident, wmesg, p->p_stat));
 368
 369         td->td_wchan = ident;
 370         td->td_wmesg = wmesg;
 371         td->td_wdomain = flags & PDOMAIN_MASK;
 372         if (p) {
 373                 if (flags & PNORESCHED)
 374                         td->td_flags |= TDF_NORESCHED;
 375                 p->p_usched->release_curproc(p);
 376                 p->p_slptime = 0;
 377         }
 378         lwkt_deschedule_self(td);
 379         TAILQ_INSERT_TAIL(&slpque[id], td, td_threadq);
 380         if (timo) {
 381                 callout_init(&thandle);
 382                 callout_reset(&thandle, timo, endtsleep, td);
 383         }
 384         /*
 385          * We put ourselves on the sleep queue and start our timeout
 386          * before calling CURSIG, as we could stop there, and a wakeup
 387          * or a SIGCONT (or both) could occur while we were stopped.
 388          * A SIGCONT would cause us to be marked as SSLEEP
 389          * without resuming us, thus we must be ready for sleep
 390          * when CURSIG is called.  If the wakeup happens while we're
 391          * stopped, td->td_wchan will be 0 upon return from CURSIG.
 392          */
 393         if (p) {
 394                 if (catch) {
 395                         p->p_flag |= P_SINTR;
 396                         if ((sig = CURSIG(p))) {
 397                                 if (td->td_wchan) {
 398                                         unsleep(td);
 399                                         lwkt_schedule_self(td);
 400                                 }
 401                                 p->p_stat = SRUN;
 402                                 goto resume;
 403                         }
 404                         if (td->td_wchan == NULL) {
 405                                 catch = 0;
 406                                 goto resume;
 407                         }
 408                 } else {
 409                         sig = 0;
 410                 }
 411
 412                 /*
 413                  * If we are not the current process we have to remove ourself
 414                  * from the run queue.
 415                  */
 416                 KASSERT(p->p_stat == SRUN, ("PSTAT NOT SRUN %d %d", p->p_pid, p->p_stat));
 417                 /*
 418                  * If this is the current 'user' process schedule another one.
 419                  */
 420                 clrrunnable(p, SSLEEP);
 421                 p->p_stats->p_ru.ru_nvcsw++;
 422                 mi_switch(p);
 423                 KASSERT(p->p_stat == SRUN, ("tsleep: stat not srun"));
 424         } else {
 425                 lwkt_switch();
 426         }
 427 resume:
 428         if (p)
 429                 p->p_flag &= ~P_SINTR;
 430         crit_exit_quick(td);
 431         td->td_flags &= ~TDF_NORESCHED;
 432         if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT) {
 433                 td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
 434                 if (sig == 0)
 435                         return (EWOULDBLOCK);
 436         } else if (timo) {
 437                 callout_stop(&thandle);
 438         } else if (td->td_wmesg) {
 439                 /*
 440                  * This can happen if a thread is woken up directly.  Clear
 441                  * wmesg to avoid debugging confusion.
 442                  */
 443                 td->td_wmesg = NULL;
 444         }
 445         /* inline of iscaught() */
 446         if (p) {
 447                 if (catch && (sig != 0 || (sig = CURSIG(p)))) {
 448                         if (SIGISMEMBER(p->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
 449                                 return (EINTR);
 450                         return (ERESTART);
 451                 }
 452         }
 453         return (0);
 454 }
 455
 456 /*
 457  * Implement the timeout for tsleep.  We interlock against
 458  * wchan when setting TDF_TIMEOUT.  For processes we remove
 459  * the sleep if the process is stopped rather then sleeping,
 460  * so it remains stopped.
 461  */
 462 static void
 463 endtsleep(void *arg)
 464 {
 465         thread_t td = arg;
 466         struct proc *p;
 467
 468         crit_enter();
 469         if (td->td_wchan) {
 470                 td->td_flags |= TDF_TIMEOUT;
 471                 if ((p = td->td_proc) != NULL) {
 472                         if (p->p_stat == SSLEEP)
 473                                 setrunnable(p);
 474                         else
 475                                 unsleep(td);
 476                 } else {
 477                         unsleep(td);
 478                         lwkt_schedule(td);
 479                 }
 480         }
 481         crit_exit();
 482 }
 483
 484 /*
 485  * Remove a process from its wait queue
 486  */
 487 void
 488 unsleep(struct thread *td)
 489 {
 490         crit_enter();
 491         if (td->td_wchan) {
 492                 TAILQ_REMOVE(&slpque[LOOKUP(td->td_wchan)], td, td_threadq);
 493                 td->td_wchan = NULL;
 494         }
 495         crit_exit();
 496 }
 497
 498 /*
 499  * Make all processes sleeping on the specified identifier runnable.
 500  */
 501 static void
 502 _wakeup(void *ident, int domain, int count)
 503 {
 504         struct slpquehead *qp;
 505         struct thread *td;
 506         struct thread *ntd;
 507         struct proc *p;
 508         int id = LOOKUP(ident);
 509
 510         crit_enter();
 511         qp = &slpque[id];
 512 restart:
 513         for (td = TAILQ_FIRST(qp); td != NULL; td = ntd) {
 514                 ntd = TAILQ_NEXT(td, td_threadq);
 515                 if (td->td_wchan == ident && td->td_wdomain == domain) {
 516                         TAILQ_REMOVE(qp, td, td_threadq);
 517                         td->td_wchan = NULL;
 518                         if ((p = td->td_proc) != NULL && p->p_stat == SSLEEP) {
 519                                 /* OPTIMIZED EXPANSION OF setrunnable(p); */
 520                                 if (p->p_slptime > 1)
 521                                         updatepri(p);
 522                                 p->p_slptime = 0;
 523                                 p->p_stat = SRUN;
 524                                 if (p->p_flag & P_INMEM) {
 525                                         /*
 526                                          * LWKT scheduled now, there is no
 527                                          * userland runq interaction until
 528                                          * the thread tries to return to user
 529                                          * mode.
 530                                          *
 531                                          * setrunqueue(p);
 532                                          */
 533                                         lwkt_schedule(td);
 534                                 } else {
 535                                         p->p_flag |= P_SWAPINREQ;
 536                                         wakeup((caddr_t)&proc0);
 537                                 }
 538                                 /* END INLINE EXPANSION */
 539                         } else if (p == NULL) {
 540                                 lwkt_schedule(td);
 541                         }
 542                         if (--count == 0)
 543                                 break;
 544                         goto restart;
 545                 }
 546         }
 547         crit_exit();
 548 }
 549
 550 void
 551 wakeup(void *ident)
 552 {
 553     _wakeup(ident, 0, 0);
 554 }
 555
 556 void
 557 wakeup_one(void *ident)
 558 {
 559     _wakeup(ident, 0, 1);
 560 }
 561
 562 void
 563 wakeup_domain(void *ident, int domain)
 564 {
 565     _wakeup(ident, domain, 0);
 566 }
 567
 568 void
 569 wakeup_domain_one(void *ident, int domain)
 570 {
 571     _wakeup(ident, domain, 1);
 572 }
 573
 574 /*
 575  * The machine independent parts of mi_switch().
 576  *
 577  * 'p' must be the current process.
 578  */
 579 void
 580 mi_switch(struct proc *p)
 581 {
 582         thread_t td = p->p_thread;
 583         struct rlimit *rlim;
 584         u_int64_t ttime;
 585
 586         KKASSERT(td == mycpu->gd_curthread);
 587
 588         crit_enter_quick(td);
 589
 590         /*
 591          * Check if the process exceeds its cpu resource allocation.
 592          * If over max, kill it.  Time spent in interrupts is not
 593          * included.  YYY 64 bit match is expensive.  Ick.
 594          */
 595         ttime = td->td_sticks + td->td_uticks;
 596         if (p->p_stat != SZOMB && p->p_limit->p_cpulimit != RLIM_INFINITY &&
 597             ttime > p->p_limit->p_cpulimit) {
 598                 rlim = &p->p_rlimit[RLIMIT_CPU];
 599                 if (ttime / (rlim_t)1000000 >= rlim->rlim_max) {
 600                         killproc(p, "exceeded maximum CPU limit");
 601                 } else {
 602                         psignal(p, SIGXCPU);
 603                         if (rlim->rlim_cur < rlim->rlim_max) {
 604                                 /* XXX: we should make a private copy */
 605                                 rlim->rlim_cur += 5;
 606                         }
 607                 }
 608         }
 609
 610         /*
 611          * If we are in a SSTOPped state we deschedule ourselves.
 612          * YYY this needs to be cleaned up, remember that LWKTs stay on
 613          * their run queue which works differently then the user scheduler
 614          * which removes the process from the runq when it runs it.
 615          */
 616         mycpu->gd_cnt.v_swtch++;
 617         if (p->p_stat == SSTOP)
 618                 lwkt_deschedule_self(td);
 619         lwkt_switch();
 620         crit_exit_quick(td);
 621 }
 622
 623 /*
 624  * Change process state to be runnable,
 625  * placing it on the run queue if it is in memory,
 626  * and awakening the swapper if it isn't in memory.
 627  */
 628 void
 629 setrunnable(struct proc *p)
 630 {
 631         crit_enter();
 632
 633         switch (p->p_stat) {
 634         case 0:
 635         case SRUN:
 636         case SZOMB:
 637         default:
 638                 panic("setrunnable");
 639         case SSTOP:
 640         case SSLEEP:
 641                 unsleep(p->p_thread);   /* e.g. when sending signals */
 642                 break;
 643
 644         case SIDL:
 645                 break;
 646         }
 647         p->p_stat = SRUN;
 648
 649         /*
 650          * The process is controlled by LWKT at this point, we do not mess
 651          * around with the userland scheduler until the thread tries to
 652          * return to user mode.
 653          */
 654         if (p->p_flag & P_INMEM)
 655                 lwkt_schedule(p->p_thread);
 656         crit_exit();
 657         if (p->p_slptime > 1)
 658                 updatepri(p);
 659         p->p_slptime = 0;
 660         if ((p->p_flag & P_INMEM) == 0) {
 661                 p->p_flag |= P_SWAPINREQ;
 662                 wakeup((caddr_t)&proc0);
 663         }
 664 }
 665
 666 /*
 667  * Yield / synchronous reschedule.  This is a bit tricky because the trap
 668  * code might have set a lazy release on the switch function.   Setting
 669  * P_PASSIVE_ACQ will ensure that the lazy release executes when we call
 670  * switch, and that we are given a greater chance of affinity with our
 671  * current cpu.
 672  *
 673  * We call lwkt_setpri_self() to rotate our thread to the end of the lwkt
 674  * run queue.  lwkt_switch() will also execute any assigned passive release
 675  * (which usually calls release_curproc()), allowing a same/higher priority
 676  * process to be designated as the current process.
 677  *
 678  * While it is possible for a lower priority process to be designated,
 679  * it's call to lwkt_maybe_switch() in acquire_curproc() will likely
 680  * round-robin back to us and we will be able to re-acquire the current
 681  * process designation.
 682  */
 683 void
 684 uio_yield(void)
 685 {
 686         struct thread *td = curthread;
 687         struct proc *p = td->td_proc;
 688
 689         lwkt_setpri_self(td->td_pri & TDPRI_MASK);
 690         if (p) {
 691                 p->p_flag |= P_PASSIVE_ACQ;
 692                 lwkt_switch();
 693                 p->p_flag &= ~P_PASSIVE_ACQ;
 694         } else {
 695                 lwkt_switch();
 696         }
 697 }
 698
 699 /*
 700  * Change the process state to NOT be runnable, removing it from the run
 701  * queue.
 702  */
 703 void
 704 clrrunnable(struct proc *p, int stat)
 705 {
 706         crit_enter_quick(p->p_thread);
 707         if (p->p_stat == SRUN && (p->p_flag & P_ONRUNQ))
 708                 p->p_usched->remrunqueue(p);
 709         p->p_stat = stat;
 710         crit_exit_quick(p->p_thread);
 711 }
 712
 713 /*
 714  * Compute a tenex style load average of a quantity on
 715  * 1, 5 and 15 minute intervals.
 716  */
 717 static void
 718 loadav(void *arg)
 719 {
 720         int i, nrun;
 721         struct loadavg *avg;
 722         struct proc *p;
 723         thread_t td;
 724
 725         avg = &averunnable;
 726         nrun = 0;
 727         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 728                 switch (p->p_stat) {
 729                 case SRUN:
 730                         if ((td = p->p_thread) == NULL)
 731                                 break;
 732                         if (td->td_flags & TDF_BLOCKED)
 733                                 break;
 734                         /* fall through */
 735                 case SIDL:
 736                         nrun++;
 737                         break;
 738                 default:
 739                         break;
 740                 }
 741         }
 742         for (i = 0; i < 3; i++)
 743                 avg->ldavg[i] = (cexp[i] * avg->ldavg[i] +
 744                     nrun * FSCALE * (FSCALE - cexp[i])) >> FSHIFT;
 745
 746         /*
 747          * Schedule the next update to occur after 5 seconds, but add a
 748          * random variation to avoid synchronisation with processes that
 749          * run at regular intervals.
 750          */
 751         callout_reset(&loadav_callout, hz * 4 + (int)(random() % (hz * 2 + 1)),
 752             loadav, NULL);
 753 }
 754
 755 /* ARGSUSED */
 756 static void
 757 sched_setup(void *dummy)
 758 {
 759         callout_init(&loadav_callout);
 760         callout_init(&roundrobin_callout);
 761         callout_init(&schedcpu_callout);
 762
 763         /* Kick off timeout driven events by calling first time. */
 764         roundrobin(NULL);
 765         schedcpu(NULL);
 766         loadav(NULL);
 767 }
 768
 769 /*
 770  * We adjust the priority of the current process.  The priority of
 771  * a process gets worse as it accumulates CPU time.  The cpu usage
 772  * estimator (p_estcpu) is increased here.  resetpriority() will
 773  * compute a different priority each time p_estcpu increases by
 774  * INVERSE_ESTCPU_WEIGHT * (until MAXPRI is reached).
 775  *
 776  * The cpu usage estimator ramps up quite quickly when the process is
 777  * running (linearly), and decays away exponentially, at a rate which
 778  * is proportionally slower when the system is busy.  The basic principle
 779  * is that the system will 90% forget that the process used a lot of CPU
 780  * time in 5 * loadav seconds.  This causes the system to favor processes
 781  * which haven't run much recently, and to round-robin among other processes.
 782  *
 783  * The actual schedulerclock interrupt rate is ESTCPUFREQ, but we generally
 784  * want to ramp-up at a faster rate, ESTCPUVFREQ, so p_estcpu is scaled
 785  * by (ESTCPUVFREQ / ESTCPUFREQ).  You can control the ramp-up/ramp-down
 786  * rate by adjusting ESTCPUVFREQ in sys/proc.h in integer multiples
 787  * of ESTCPUFREQ.
 788  *
 789  * WARNING! called from a fast-int or an IPI, the MP lock MIGHT NOT BE HELD
 790  * and we cannot block.
 791  */
 792 void
 793 schedulerclock(void *dummy)
 794 {
 795         struct thread *td;
 796         struct proc *p;
 797
 798         td = curthread;
 799         if ((p = td->td_proc) != NULL) {
 800                 p->p_cpticks++;         /* cpticks runs at ESTCPUFREQ */
 801                 p->p_estcpu = ESTCPULIM(p->p_estcpu + ESTCPUVFREQ / ESTCPUFREQ);
 802                 if (try_mplock()) {
 803                         p->p_usched->resetpriority(p);
 804                         rel_mplock();
 805                 }
 806         }
 807 }
 808