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 1.30 2004/03/20 19:16:24 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
  73 static struct callout loadav_callout;
  74
  75 struct loadavg averunnable =
  76         { {0, 0, 0}, FSCALE };  /* load average, of runnable procs */
  77 /*
  78  * Constants for averages over 1, 5, and 15 minutes
  79  * when sampling at 5 second intervals.
  80  */
  81 static fixpt_t cexp[3] = {
  82         0.9200444146293232 * FSCALE,    /* exp(-1/12) */
  83         0.9834714538216174 * FSCALE,    /* exp(-1/60) */
  84         0.9944598480048967 * FSCALE,    /* exp(-1/180) */
  85 };
  86
  87 static void     endtsleep (void *);
  88 static void     loadav (void *arg);
  89 static void     roundrobin (void *arg);
  90 static void     schedcpu (void *arg);
  91 static void     updatepri (struct proc *p);
  92 static void     crit_panicints(void);
  93
  94 static int
  95 sysctl_kern_quantum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
  96 {
  97         int error, new_val;
  98
  99         new_val = sched_quantum * tick;
 100         error = sysctl_handle_int(oidp, &new_val, 0, req);
 101         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 102                 return (error);
 103         if (new_val < tick)
 104                 return (EINVAL);
 105         sched_quantum = new_val / tick;
 106         hogticks = 2 * sched_quantum;
 107         return (0);
 108 }
 109
 110 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, quantum, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 111         0, sizeof sched_quantum, sysctl_kern_quantum, "I", "");
 112
 113 int
 114 roundrobin_interval(void)
 115 {
 116         return (sched_quantum);
 117 }
 118
 119 /*
 120  * Force switch among equal priority processes every 100ms.
 121  *
 122  * WARNING!  The MP lock is not held on ipi message remotes.
 123  */
 124 #ifdef SMP
 125
 126 static void
 127 roundrobin_remote(void *arg)
 128 {
 129         struct proc *p = lwkt_preempted_proc();
 130         if (p == NULL || RTP_PRIO_NEED_RR(p->p_rtprio.type))
 131                 need_resched();
 132 }
 133
 134 #endif
 135
 136 static void
 137 roundrobin(void *arg)
 138 {
 139         struct proc *p = lwkt_preempted_proc();
 140         if (p == NULL || RTP_PRIO_NEED_RR(p->p_rtprio.type))
 141                 need_resched();
 142 #ifdef SMP
 143         lwkt_send_ipiq_mask(mycpu->gd_other_cpus, roundrobin_remote, NULL);
 144 #endif
 145         timeout(roundrobin, NULL, sched_quantum);
 146 }
 147
 148 #ifdef SMP
 149
 150 void
 151 resched_cpus(u_int32_t mask)
 152 {
 153         lwkt_send_ipiq_mask(mask, roundrobin_remote, NULL);
 154 }
 155
 156 #endif
 157
 158 /*
 159  * The load average is scaled by FSCALE (2048 typ).  The estimated cpu is
 160  * incremented at a rate of ESTCPUFREQ per second, but this is
 161  * divided up across all cpu bound processes running in the system so an
 162  * individual process will get less under load.
 163  *
 164  * We want to decay estcpu by 18% per second, but we have to scale to the
 165  * load to avoid overpowering the estcpu aggregation.  To stabilize the
 166  * equation under low loads we make everything relative to a load average
 167  * of 1.0.
 168  *
 169  *      estcpu -= estcpu * 0.18 / loadav                        base equation
 170  *      estcpu -= (estcpu + ESTCPUFREQ) * 0.18 / (loadav + 1)   supplemented
 171  *
 172  * Note: 0.18 = 100/555
 173  */
 174
 175 #define decay_cpu(loadav,estcpu)        \
 176         (((estcpu + ESTCPUFREQ) * (100 * FSCALE / 555)) / ((loadav) + FSCALE))
 177
 178 /* decay 95% of `p_pctcpu' in 60 seconds; see CCPU_SHIFT before changing */
 179 static fixpt_t  ccpu = 0.95122942450071400909 * FSCALE; /* exp(-1/20) */
 180 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, ccpu, CTLFLAG_RD, &ccpu, 0, "");
 181
 182 /* kernel uses `FSCALE', userland (SHOULD) use kern.fscale */
 183 static int      fscale __unused = FSCALE;
 184 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, fscale, CTLFLAG_RD, 0, FSCALE, "");
 185
 186 /*
 187  * If `ccpu' is not equal to `exp(-1/20)' and you still want to use the
 188  * faster/more-accurate formula, you'll have to estimate CCPU_SHIFT below
 189  * and possibly adjust FSHIFT in "param.h" so that (FSHIFT >= CCPU_SHIFT).
 190  *
 191  * To estimate CCPU_SHIFT for exp(-1/20), the following formula was used:
 192  *      1 - exp(-1/20) ~= 0.0487 ~= 0.0488 == 1 (fixed pt, *11* bits).
 193  *
 194  * If you don't want to bother with the faster/more-accurate formula, you
 195  * can set CCPU_SHIFT to (FSHIFT + 1) which will use a slower/less-accurate
 196  * (more general) method of calculating the %age of CPU used by a process.
 197  */
 198 #define CCPU_SHIFT      11
 199
 200 /*
 201  * Recompute process priorities, every hz ticks.
 202  */
 203 /* ARGSUSED */
 204 static void
 205 schedcpu(void *arg)
 206 {
 207         fixpt_t loadfac = averunnable.ldavg[0];
 208         struct proc *p;
 209         int s;
 210         unsigned int ndecay;
 211
 212         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 213                 /*
 214                  * Increment time in/out of memory and sleep time
 215                  * (if sleeping).  We ignore overflow; with 16-bit int's
 216                  * (remember them?) overflow takes 45 days.
 217                  */
 218                 p->p_swtime++;
 219                 if (p->p_stat == SSLEEP || p->p_stat == SSTOP)
 220                         p->p_slptime++;
 221                 p->p_pctcpu = (p->p_pctcpu * ccpu) >> FSHIFT;
 222                 /*
 223                  * If the process has slept the entire second,
 224                  * stop recalculating its priority until it wakes up.
 225                  */
 226                 if (p->p_slptime > 1)
 227                         continue;
 228                 s = splhigh();  /* prevent state changes and protect run queue */
 229                 /*
 230                  * p_pctcpu is only for ps.
 231                  */
 232 #if     (FSHIFT >= CCPU_SHIFT)
 233                 p->p_pctcpu += (ESTCPUFREQ == 100)?
 234                         ((fixpt_t) p->p_cpticks) << (FSHIFT - CCPU_SHIFT):
 235                         100 * (((fixpt_t) p->p_cpticks)
 236                                 << (FSHIFT - CCPU_SHIFT)) / ESTCPUFREQ;
 237 #else
 238                 p->p_pctcpu += ((FSCALE - ccpu) *
 239                         (p->p_cpticks * FSCALE / ESTCPUFREQ)) >> FSHIFT;
 240 #endif
 241                 p->p_cpticks = 0;
 242                 ndecay = decay_cpu(loadfac, p->p_estcpu);
 243                 if (p->p_estcpu > ndecay)
 244                         p->p_estcpu -= ndecay;
 245                 else
 246                         p->p_estcpu = 0;
 247                 resetpriority(p);
 248                 splx(s);
 249         }
 250         wakeup((caddr_t)&lbolt);
 251         timeout(schedcpu, (void *)0, hz);
 252 }
 253
 254 /*
 255  * Recalculate the priority of a process after it has slept for a while.
 256  * For all load averages >= 1 and max p_estcpu of 255, sleeping for at
 257  * least six times the loadfactor will decay p_estcpu to zero.
 258  */
 259 static void
 260 updatepri(struct proc *p)
 261 {
 262         unsigned int ndecay;
 263
 264         ndecay = decay_cpu(averunnable.ldavg[0], p->p_estcpu) * p->p_slptime;
 265         if (p->p_estcpu > ndecay)
 266                 p->p_estcpu -= ndecay;
 267         else
 268                 p->p_estcpu = 0;
 269         resetpriority(p);
 270 }
 271
 272 /*
 273  * We're only looking at 7 bits of the address; everything is
 274  * aligned to 4, lots of things are aligned to greater powers
 275  * of 2.  Shift right by 8, i.e. drop the bottom 256 worth.
 276  */
 277 #define TABLESIZE       128
 278 static TAILQ_HEAD(slpquehead, thread) slpque[TABLESIZE];
 279 #define LOOKUP(x)       (((intptr_t)(x) >> 8) & (TABLESIZE - 1))
 280
 281 /*
 282  * During autoconfiguration or after a panic, a sleep will simply
 283  * lower the priority briefly to allow interrupts, then return.
 284  * The priority to be used (safepri) is machine-dependent, thus this
 285  * value is initialized and maintained in the machine-dependent layers.
 286  * This priority will typically be 0, or the lowest priority
 287  * that is safe for use on the interrupt stack; it can be made
 288  * higher to block network software interrupts after panics.
 289  */
 290 int safepri;
 291
 292 void
 293 sleepinit(void)
 294 {
 295         int i;
 296
 297         sched_quantum = hz/10;
 298         hogticks = 2 * sched_quantum;
 299         for (i = 0; i < TABLESIZE; i++)
 300                 TAILQ_INIT(&slpque[i]);
 301 }
 302
 303 /*
 304  * General sleep call.  Suspends the current process until a wakeup is
 305  * performed on the specified identifier.  The process will then be made
 306  * runnable with the specified priority.  Sleeps at most timo/hz seconds
 307  * (0 means no timeout).  If flags includes PCATCH flag, signals are checked
 308  * before and after sleeping, else signals are not checked.  Returns 0 if
 309  * awakened, EWOULDBLOCK if the timeout expires.  If PCATCH is set and a
 310  * signal needs to be delivered, ERESTART is returned if the current system
 311  * call should be restarted if possible, and EINTR is returned if the system
 312  * call should be interrupted by the signal (return EINTR).
 313  *
 314  * If the process has P_CURPROC set mi_switch() will not re-queue it to
 315  * the userland scheduler queues because we are in a SSLEEP state.  If
 316  * we are not the current process then we have to remove ourselves from
 317  * the scheduler queues.
 318  *
 319  * YYY priority now unused
 320  */
 321 int
 322 tsleep(void *ident, int flags, const char *wmesg, int timo)
 323 {
 324         struct thread *td = curthread;
 325         struct proc *p = td->td_proc;           /* may be NULL */
 326         int s, sig = 0, catch = flags & PCATCH;
 327         int id = LOOKUP(ident);
 328         struct callout_handle thandle;
 329
 330         /*
 331          * NOTE: removed KTRPOINT, it could cause races due to blocking
 332          * even in stable.  Just scrap it for now.
 333          */
 334         if (cold || panicstr) {
 335                 /*
 336                  * After a panic, or during autoconfiguration,
 337                  * just give interrupts a chance, then just return;
 338                  * don't run any other procs or panic below,
 339                  * in case this is the idle process and already asleep.
 340                  */
 341                 crit_panicints();
 342                 return (0);
 343         }
 344         KKASSERT(td != &mycpu->gd_idlethread);  /* you must be kidding! */
 345         s = splhigh();
 346         KASSERT(ident != NULL, ("tsleep: no ident"));
 347         KASSERT(p == NULL || p->p_stat == SRUN, ("tsleep %p %s %d",
 348                 ident, wmesg, p->p_stat));
 349
 350         crit_enter();
 351         td->td_wchan = ident;
 352         td->td_wmesg = wmesg;
 353         if (p)
 354                 p->p_slptime = 0;
 355         lwkt_deschedule_self();
 356         TAILQ_INSERT_TAIL(&slpque[id], td, td_threadq);
 357         if (timo)
 358                 thandle = timeout(endtsleep, (void *)td, timo);
 359         /*
 360          * We put ourselves on the sleep queue and start our timeout
 361          * before calling CURSIG, as we could stop there, and a wakeup
 362          * or a SIGCONT (or both) could occur while we were stopped.
 363          * A SIGCONT would cause us to be marked as SSLEEP
 364          * without resuming us, thus we must be ready for sleep
 365          * when CURSIG is called.  If the wakeup happens while we're
 366          * stopped, td->td_wchan will be 0 upon return from CURSIG.
 367          */
 368         if (p) {
 369                 if (catch) {
 370                         p->p_flag |= P_SINTR;
 371                         if ((sig = CURSIG(p))) {
 372                                 if (td->td_wchan) {
 373                                         unsleep(td);
 374                                         lwkt_schedule_self();
 375                                 }
 376                                 p->p_stat = SRUN;
 377                                 goto resume;
 378                         }
 379                         if (td->td_wchan == NULL) {
 380                                 catch = 0;
 381                                 goto resume;
 382                         }
 383                 } else {
 384                         sig = 0;
 385                 }
 386
 387                 /*
 388                  * If we are not the current process we have to remove ourself
 389                  * from the run queue.
 390                  */
 391                 KASSERT(p->p_stat == SRUN, ("PSTAT NOT SRUN %d %d", p->p_pid, p->p_stat));
 392                 /*
 393                  * If this is the current 'user' process schedule another one.
 394                  */
 395                 clrrunnable(p, SSLEEP);
 396                 p->p_stats->p_ru.ru_nvcsw++;
 397                 KKASSERT(td->td_release || (p->p_flag & P_CURPROC) == 0);
 398                 mi_switch();
 399                 KASSERT(p->p_stat == SRUN, ("tsleep: stat not srun"));
 400         } else {
 401                 lwkt_switch();
 402         }
 403 resume:
 404         crit_exit();
 405         if (p)
 406                 p->p_flag &= ~P_SINTR;
 407         splx(s);
 408         if (td->td_flags & TDF_TIMEOUT) {
 409                 td->td_flags &= ~TDF_TIMEOUT;
 410                 if (sig == 0)
 411                         return (EWOULDBLOCK);
 412         } else if (timo) {
 413                 untimeout(endtsleep, (void *)td, thandle);
 414         } else if (td->td_wmesg) {
 415                 /*
 416                  * This can happen if a thread is woken up directly.  Clear
 417                  * wmesg to avoid debugging confusion.
 418                  */
 419                 td->td_wmesg = NULL;
 420         }
 421         /* inline of iscaught() */
 422         if (p) {
 423                 if (catch && (sig != 0 || (sig = CURSIG(p)))) {
 424                         if (SIGISMEMBER(p->p_sigacts->ps_sigintr, sig))
 425                                 return (EINTR);
 426                         return (ERESTART);
 427                 }
 428         }
 429         return (0);
 430 }
 431
 432 /*
 433  * Implement the timeout for tsleep.  We interlock against
 434  * wchan when setting TDF_TIMEOUT.  For processes we remove
 435  * the sleep if the process is stopped rather then sleeping,
 436  * so it remains stopped.
 437  */
 438 static void
 439 endtsleep(void *arg)
 440 {
 441         thread_t td = arg;
 442         struct proc *p;
 443         int s;
 444
 445         s = splhigh();
 446         if (td->td_wchan) {
 447                 td->td_flags |= TDF_TIMEOUT;
 448                 if ((p = td->td_proc) != NULL) {
 449                         if (p->p_stat == SSLEEP)
 450                                 setrunnable(p);
 451                         else
 452                                 unsleep(td);
 453                 } else {
 454                         unsleep(td);
 455                         lwkt_schedule(td);
 456                 }
 457         }
 458         splx(s);
 459 }
 460
 461 /*
 462  * Remove a process from its wait queue
 463  */
 464 void
 465 unsleep(struct thread *td)
 466 {
 467         int s;
 468
 469         s = splhigh();
 470         if (td->td_wchan) {
 471 #if 0
 472                 if (p->p_flag & P_XSLEEP) {
 473                         struct xwait *w = p->p_wchan;
 474                         TAILQ_REMOVE(&w->waitq, p, p_procq);
 475                         p->p_flag &= ~P_XSLEEP;
 476                 } else
 477 #endif
 478                 TAILQ_REMOVE(&slpque[LOOKUP(td->td_wchan)], td, td_threadq);
 479                 td->td_wchan = NULL;
 480         }
 481         splx(s);
 482 }
 483
 484 #if 0
 485 /*
 486  * Make all processes sleeping on the explicit lock structure runnable.
 487  */
 488 void
 489 xwakeup(struct xwait *w)
 490 {
 491         struct proc *p;
 492         int s;
 493
 494         s = splhigh();
 495         ++w->gen;
 496         while ((p = TAILQ_FIRST(&w->waitq)) != NULL) {
 497                 TAILQ_REMOVE(&w->waitq, p, p_procq);
 498                 KASSERT(p->p_wchan == w && (p->p_flag & P_XSLEEP),
 499                     ("xwakeup: wchan mismatch for %p (%p/%p) %08x", p, p->p_wchan, w, p->p_flag & P_XSLEEP));
 500                 p->p_wchan = NULL;
 501                 p->p_flag &= ~P_XSLEEP;
 502                 if (p->p_stat == SSLEEP) {
 503                         /* OPTIMIZED EXPANSION OF setrunnable(p); */
 504                         if (p->p_slptime > 1)
 505                                 updatepri(p);
 506                         p->p_slptime = 0;
 507                         p->p_stat = SRUN;
 508                         if (p->p_flag & P_INMEM) {
 509                                 setrunqueue(p);
 510                         } else {
 511                                 p->p_flag |= P_SWAPINREQ;
 512                                 wakeup((caddr_t)&proc0);
 513                         }
 514                 }
 515         }
 516         splx(s);
 517 }
 518 #endif
 519
 520 /*
 521  * Make all processes sleeping on the specified identifier runnable.
 522  */
 523 static void
 524 _wakeup(void *ident, int count)
 525 {
 526         struct slpquehead *qp;
 527         struct thread *td;
 528         struct thread *ntd;
 529         struct proc *p;
 530         int s;
 531         int id = LOOKUP(ident);
 532
 533         s = splhigh();
 534         qp = &slpque[id];
 535 restart:
 536         for (td = TAILQ_FIRST(qp); td != NULL; td = ntd) {
 537                 ntd = TAILQ_NEXT(td, td_threadq);
 538                 if (td->td_wchan == ident) {
 539                         TAILQ_REMOVE(qp, td, td_threadq);
 540                         td->td_wchan = NULL;
 541                         if ((p = td->td_proc) != NULL && p->p_stat == SSLEEP) {
 542                                 /* OPTIMIZED EXPANSION OF setrunnable(p); */
 543                                 if (p->p_slptime > 1)
 544                                         updatepri(p);
 545                                 p->p_slptime = 0;
 546                                 p->p_stat = SRUN;
 547                                 if (p->p_flag & P_INMEM) {
 548                                         setrunqueue(p);
 549                                 } else {
 550                                         p->p_flag |= P_SWAPINREQ;
 551                                         wakeup((caddr_t)&proc0);
 552                                 }
 553                                 /* END INLINE EXPANSION */
 554                         } else if (p == NULL) {
 555                                 lwkt_schedule(td);
 556                         }
 557                         if (--count == 0)
 558                                 break;
 559                         goto restart;
 560                 }
 561         }
 562         splx(s);
 563 }
 564
 565 void
 566 wakeup(void *ident)
 567 {
 568     _wakeup(ident, 0);
 569 }
 570
 571 void
 572 wakeup_one(void *ident)
 573 {
 574     _wakeup(ident, 1);
 575 }
 576
 577 /*
 578  * The machine independent parts of mi_switch().
 579  * Must be called at splstatclock() or higher.
 580  */
 581 void
 582 mi_switch()
 583 {
 584         struct thread *td = curthread;
 585         struct proc *p = td->td_proc;   /* XXX */
 586         struct rlimit *rlim;
 587         int x;
 588         u_int64_t ttime;
 589
 590         /*
 591          * XXX this spl is almost unnecessary.  It is partly to allow for
 592          * sloppy callers that don't do it (issignal() via CURSIG() is the
 593          * main offender).  It is partly to work around a bug in the i386
 594          * cpu_switch() (the ipl is not preserved).  We ran for years
 595          * without it.  I think there was only a interrupt latency problem.
 596          * The main caller, tsleep(), does an splx() a couple of instructions
 597          * after calling here.  The buggy caller, issignal(), usually calls
 598          * here at spl0() and sometimes returns at splhigh().  The process
 599          * then runs for a little too long at splhigh().  The ipl gets fixed
 600          * when the process returns to user mode (or earlier).
 601          *
 602          * It would probably be better to always call here at spl0(). Callers
 603          * are prepared to give up control to another process, so they must
 604          * be prepared to be interrupted.  The clock stuff here may not
 605          * actually need splstatclock().
 606          */
 607         x = splstatclock();
 608         clear_resched();
 609
 610         /*
 611          * Check if the process exceeds its cpu resource allocation.
 612          * If over max, kill it.  Time spent in interrupts is not
 613          * included.  YYY 64 bit match is expensive.  Ick.
 614          */
 615         ttime = td->td_sticks + td->td_uticks;
 616         if (p->p_stat != SZOMB && p->p_limit->p_cpulimit != RLIM_INFINITY &&
 617             ttime > p->p_limit->p_cpulimit) {
 618                 rlim = &p->p_rlimit[RLIMIT_CPU];
 619                 if (ttime / (rlim_t)1000000 >= rlim->rlim_max) {
 620                         killproc(p, "exceeded maximum CPU limit");
 621                 } else {
 622                         psignal(p, SIGXCPU);
 623                         if (rlim->rlim_cur < rlim->rlim_max) {
 624                                 /* XXX: we should make a private copy */
 625                                 rlim->rlim_cur += 5;
 626                         }
 627                 }
 628         }
 629
 630         /*
 631          * Pick a new current process and record its start time.  If we
 632          * are in a SSTOPped state we deschedule ourselves.  YYY this needs
 633          * to be cleaned up, remember that LWKTs stay on their run queue
 634          * which works differently then the user scheduler which removes
 635          * the process from the runq when it runs it.
 636          */
 637         mycpu->gd_cnt.v_swtch++;
 638         if (p->p_stat == SSTOP)
 639                 lwkt_deschedule_self();
 640         lwkt_switch();
 641
 642         splx(x);
 643 }
 644
 645 /*
 646  * Change process state to be runnable,
 647  * placing it on the run queue if it is in memory,
 648  * and awakening the swapper if it isn't in memory.
 649  */
 650 void
 651 setrunnable(struct proc *p)
 652 {
 653         int s;
 654
 655         s = splhigh();
 656         switch (p->p_stat) {
 657         case 0:
 658         case SRUN:
 659         case SZOMB:
 660         default:
 661                 panic("setrunnable");
 662         case SSTOP:
 663         case SSLEEP:
 664                 unsleep(p->p_thread);   /* e.g. when sending signals */
 665                 break;
 666
 667         case SIDL:
 668                 break;
 669         }
 670         p->p_stat = SRUN;
 671         if (p->p_flag & P_INMEM)
 672                 setrunqueue(p);
 673         splx(s);
 674         if (p->p_slptime > 1)
 675                 updatepri(p);
 676         p->p_slptime = 0;
 677         if ((p->p_flag & P_INMEM) == 0) {
 678                 p->p_flag |= P_SWAPINREQ;
 679                 wakeup((caddr_t)&proc0);
 680         }
 681 }
 682
 683 /*
 684  * Change the process state to NOT be runnable, removing it from the run
 685  * queue.  If P_CURPROC is not set and we are in SRUN the process is on the
 686  * run queue (If P_INMEM is not set then it isn't because it is swapped).
 687  */
 688 void
 689 clrrunnable(struct proc *p, int stat)
 690 {
 691         int s;
 692
 693         s = splhigh();
 694         switch(p->p_stat) {
 695         case SRUN:
 696                 if (p->p_flag & P_ONRUNQ)
 697                         remrunqueue(p);
 698                 break;
 699         default:
 700                 break;
 701         }
 702         p->p_stat = stat;
 703         splx(s);
 704 }
 705
 706 /*
 707  * Compute the priority of a process when running in user mode.
 708  * Arrange to reschedule if the resulting priority is better
 709  * than that of the current process.
 710  */
 711 void
 712 resetpriority(struct proc *p)
 713 {
 714         unsigned int newpriority;
 715         int opq;
 716         int npq;
 717
 718         /*
 719          * Set p_priority for general process comparisons
 720          */
 721         switch(p->p_rtprio.type) {
 722         case RTP_PRIO_REALTIME:
 723                 p->p_priority = PRIBASE_REALTIME + p->p_rtprio.prio;
 724                 return;
 725         case RTP_PRIO_NORMAL:
 726                 break;
 727         case RTP_PRIO_IDLE:
 728                 p->p_priority = PRIBASE_IDLE + p->p_rtprio.prio;
 729                 return;
 730         case RTP_PRIO_THREAD:
 731                 p->p_priority = PRIBASE_THREAD + p->p_rtprio.prio;
 732                 return;
 733         }
 734
 735         /*
 736          * NORMAL priorities fall through.  These are based on niceness
 737          * and cpu use.
 738          */
 739         newpriority = NICE_ADJUST(p->p_nice - PRIO_MIN) +
 740                         p->p_estcpu / ESTCPURAMP;
 741         newpriority = min(newpriority, MAXPRI);
 742         npq = newpriority / PPQ;
 743         crit_enter();
 744         opq = (p->p_priority & PRIMASK) / PPQ;
 745         if (p->p_stat == SRUN && (p->p_flag & P_ONRUNQ) && opq != npq) {
 746                 /*
 747                  * We have to move the process to another queue
 748                  */
 749                 remrunqueue(p);
 750                 p->p_priority = PRIBASE_NORMAL + newpriority;
 751                 setrunqueue(p);
 752         } else {
 753                 /*
 754                  * We can just adjust the priority and it will be picked
 755                  * up later.
 756                  */
 757                 KKASSERT(opq == npq || (p->p_flag & P_ONRUNQ) == 0);
 758                 p->p_priority = PRIBASE_NORMAL + newpriority;
 759         }
 760         crit_exit();
 761 }
 762
 763 /*
 764  * Compute a tenex style load average of a quantity on
 765  * 1, 5 and 15 minute intervals.
 766  */
 767 static void
 768 loadav(void *arg)
 769 {
 770         int i, nrun;
 771         struct loadavg *avg;
 772         struct proc *p;
 773
 774         avg = &averunnable;
 775         nrun = 0;
 776         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 777                 switch (p->p_stat) {
 778                 case SRUN:
 779                 case SIDL:
 780                         nrun++;
 781                 }
 782         }
 783         for (i = 0; i < 3; i++)
 784                 avg->ldavg[i] = (cexp[i] * avg->ldavg[i] +
 785                     nrun * FSCALE * (FSCALE - cexp[i])) >> FSHIFT;
 786
 787         /*
 788          * Schedule the next update to occur after 5 seconds, but add a
 789          * random variation to avoid synchronisation with processes that
 790          * run at regular intervals.
 791          */
 792         callout_reset(&loadav_callout, hz * 4 + (int)(random() % (hz * 2 + 1)),
 793             loadav, NULL);
 794 }
 795
 796 /* ARGSUSED */
 797 static void
 798 sched_setup(void *dummy)
 799 {
 800
 801         callout_init(&loadav_callout);
 802
 803         /* Kick off timeout driven events by calling first time. */
 804         roundrobin(NULL);
 805         schedcpu(NULL);
 806         loadav(NULL);
 807 }
 808
 809 /*
 810  * We adjust the priority of the current process.  The priority of
 811  * a process gets worse as it accumulates CPU time.  The cpu usage
 812  * estimator (p_estcpu) is increased here.  resetpriority() will
 813  * compute a different priority each time p_estcpu increases by
 814  * INVERSE_ESTCPU_WEIGHT * (until MAXPRI is reached).
 815  *
 816  * The cpu usage estimator ramps up quite quickly when the process is
 817  * running (linearly), and decays away exponentially, at a rate which
 818  * is proportionally slower when the system is busy.  The basic principle
 819  * is that the system will 90% forget that the process used a lot of CPU
 820  * time in 5 * loadav seconds.  This causes the system to favor processes
 821  * which haven't run much recently, and to round-robin among other processes.
 822  *
 823  * WARNING! called from a fast-int or an IPI, the MP lock MIGHT NOT BE HELD
 824  * and we cannot block.
 825  */
 826 void
 827 schedulerclock(void *dummy)
 828 {
 829         struct thread *td;
 830         struct proc *p;
 831
 832         td = curthread;
 833         if ((p = td->td_proc) != NULL) {
 834                 p->p_cpticks++;
 835                 p->p_estcpu = ESTCPULIM(p->p_estcpu + 1);
 836                 if ((p->p_estcpu % PPQ) == 0 && try_mplock()) {
 837                         resetpriority(p);
 838                         rel_mplock();
 839                 }
 840         }
 841 }
 842
 843 static
 844 void
 845 crit_panicints(void)
 846 {
 847     int s;
 848     int cpri;
 849
 850     s = splhigh();
 851     cpri = crit_panic_save();
 852     splx(safepri);
 853     crit_panic_restore(cpri);
 854     splx(s);
 855 }
 856