a1ce259196e30ef87c4cba8cf27a8bfbb5ea95d5
[dragonfly.git] / sys / kern / lwkt_thread.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003,2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3  * 
4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
6  * 
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *    the documentation and/or other materials provided with the
16  *    distribution.
17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *    from this software without specific, prior written permission.
20  * 
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  * 
34  * $DragonFly: src/sys/kern/lwkt_thread.c,v 1.120 2008/10/26 04:29:19 sephe Exp $
35  */
36
37 /*
38  * Each cpu in a system has its own self-contained light weight kernel
39  * thread scheduler, which means that generally speaking we only need
40  * to use a critical section to avoid problems.  Foreign thread 
41  * scheduling is queued via (async) IPIs.
42  */
43 #include "opt_ddb.h"
44
45 #include <sys/param.h>
46 #include <sys/systm.h>
47 #include <sys/kernel.h>
48 #include <sys/proc.h>
49 #include <sys/rtprio.h>
50 #include <sys/queue.h>
51 #include <sys/sysctl.h>
52 #include <sys/kthread.h>
53 #include <machine/cpu.h>
54 #include <sys/lock.h>
55 #include <sys/caps.h>
56 #include <sys/spinlock.h>
57 #include <sys/ktr.h>
58
59 #include <sys/thread2.h>
60 #include <sys/spinlock2.h>
61
62 #include <vm/vm.h>
63 #include <vm/vm_param.h>
64 #include <vm/vm_kern.h>
65 #include <vm/vm_object.h>
66 #include <vm/vm_page.h>
67 #include <vm/vm_map.h>
68 #include <vm/vm_pager.h>
69 #include <vm/vm_extern.h>
70
71 #include <machine/stdarg.h>
72 #include <machine/smp.h>
73
74 #ifdef DDB
75 #include <ddb/ddb.h>
76 #endif
77
78 static MALLOC_DEFINE(M_THREAD, "thread", "lwkt threads");
79
80 static int untimely_switch = 0;
81 #ifdef  INVARIANTS
82 static int panic_on_cscount = 0;
83 #endif
84 static __int64_t switch_count = 0;
85 static __int64_t preempt_hit = 0;
86 static __int64_t preempt_miss = 0;
87 static __int64_t preempt_weird = 0;
88 static __int64_t token_contention_count = 0;
89 static __int64_t mplock_contention_count = 0;
90 static int lwkt_use_spin_port;
91 #ifdef SMP
92 static int chain_mplock = 0;
93 #endif
94 static struct objcache *thread_cache;
95
96 volatile cpumask_t mp_lock_contention_mask;
97
98 extern void cpu_heavy_restore(void);
99 extern void cpu_lwkt_restore(void);
100 extern void cpu_kthread_restore(void);
101 extern void cpu_idle_restore(void);
102
103 int
104 jg_tos_ok(struct thread *td)
105 {
106         if (td == NULL) {
107                 return 1;
108         }
109         KKASSERT(td->td_sp != NULL);
110         unsigned long tos = ((unsigned long *)td->td_sp)[0];
111         int tos_ok = 0;
112         if ((tos == cpu_heavy_restore) || (tos == cpu_lwkt_restore)
113                 || (tos == cpu_kthread_restore) || (tos == cpu_idle_restore)) {
114                 tos_ok = 1;
115         }
116         return tos_ok;
117 }
118
119 /*
120  * We can make all thread ports use the spin backend instead of the thread
121  * backend.  This should only be set to debug the spin backend.
122  */
123 TUNABLE_INT("lwkt.use_spin_port", &lwkt_use_spin_port);
124
125 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, untimely_switch, CTLFLAG_RW, &untimely_switch, 0, "");
126 #ifdef  INVARIANTS
127 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_on_cscount, CTLFLAG_RW, &panic_on_cscount, 0, "");
128 #endif
129 #ifdef SMP
130 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, chain_mplock, CTLFLAG_RW, &chain_mplock, 0, "");
131 #endif
132 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, switch_count, CTLFLAG_RW, &switch_count, 0, "");
133 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_hit, CTLFLAG_RW, &preempt_hit, 0, "");
134 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_miss, CTLFLAG_RW, &preempt_miss, 0, "");
135 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, preempt_weird, CTLFLAG_RW, &preempt_weird, 0, "");
136 #ifdef  INVARIANTS
137 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, token_contention_count, CTLFLAG_RW,
138         &token_contention_count, 0, "spinning due to token contention");
139 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, mplock_contention_count, CTLFLAG_RW,
140         &mplock_contention_count, 0, "spinning due to MPLOCK contention");
141 #endif
142
143 /*
144  * Kernel Trace
145  */
146 #if !defined(KTR_GIANT_CONTENTION)
147 #define KTR_GIANT_CONTENTION    KTR_ALL
148 #endif
149
150 KTR_INFO_MASTER(giant);
151 KTR_INFO(KTR_GIANT_CONTENTION, giant, beg, 0, "thread=%p", sizeof(void *));
152 KTR_INFO(KTR_GIANT_CONTENTION, giant, end, 1, "thread=%p", sizeof(void *));
153
154 #define loggiant(name)  KTR_LOG(giant_ ## name, curthread)
155
156 /*
157  * These helper procedures handle the runq, they can only be called from
158  * within a critical section.
159  *
160  * WARNING!  Prior to SMP being brought up it is possible to enqueue and
161  * dequeue threads belonging to other cpus, so be sure to use td->td_gd
162  * instead of 'mycpu' when referencing the globaldata structure.   Once
163  * SMP live enqueuing and dequeueing only occurs on the current cpu.
164  */
165 static __inline
166 void
167 _lwkt_dequeue(thread_t td)
168 {
169     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
170         int nq = td->td_pri & TDPRI_MASK;
171         struct globaldata *gd = td->td_gd;
172
173         td->td_flags &= ~TDF_RUNQ;
174         TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], td, td_threadq);
175         /* runqmask is passively cleaned up by the switcher */
176     }
177 }
178
179 static __inline
180 void
181 _lwkt_enqueue(thread_t td)
182 {
183     if ((td->td_flags & (TDF_RUNQ|TDF_MIGRATING|TDF_TSLEEPQ|TDF_BLOCKQ)) == 0) {
184         int nq = td->td_pri & TDPRI_MASK;
185         struct globaldata *gd = td->td_gd;
186
187         td->td_flags |= TDF_RUNQ;
188         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], td, td_threadq);
189         gd->gd_runqmask |= 1 << nq;
190     }
191 }
192
193 static __boolean_t
194 _lwkt_thread_ctor(void *obj, void *privdata, int ocflags)
195 {
196         struct thread *td = (struct thread *)obj;
197
198         td->td_kstack = NULL;
199         td->td_kstack_size = 0;
200         td->td_flags = TDF_ALLOCATED_THREAD;
201         return (1);
202 }
203
204 static void
205 _lwkt_thread_dtor(void *obj, void *privdata)
206 {
207         struct thread *td = (struct thread *)obj;
208
209         KASSERT(td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD,
210             ("_lwkt_thread_dtor: not allocated from objcache"));
211         KASSERT((td->td_flags & TDF_ALLOCATED_STACK) && td->td_kstack &&
212                 td->td_kstack_size > 0,
213             ("_lwkt_thread_dtor: corrupted stack"));
214         kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)td->td_kstack, td->td_kstack_size);
215 }
216
217 /*
218  * Initialize the lwkt s/system.
219  */
220 void
221 lwkt_init(void)
222 {
223     /* An objcache has 2 magazines per CPU so divide cache size by 2. */
224     thread_cache = objcache_create_mbacked(M_THREAD, sizeof(struct thread),
225                         NULL, CACHE_NTHREADS/2,
226                         _lwkt_thread_ctor, _lwkt_thread_dtor, NULL);
227 }
228
229 /*
230  * Schedule a thread to run.  As the current thread we can always safely
231  * schedule ourselves, and a shortcut procedure is provided for that
232  * function.
233  *
234  * (non-blocking, self contained on a per cpu basis)
235  */
236 void
237 lwkt_schedule_self(thread_t td)
238 {
239     crit_enter_quick(td);
240     KASSERT(td != &td->td_gd->gd_idlethread, ("lwkt_schedule_self(): scheduling gd_idlethread is illegal!"));
241     KKASSERT(td->td_lwp == NULL || (td->td_lwp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
242     _lwkt_enqueue(td);
243     crit_exit_quick(td);
244 }
245
246 /*
247  * Deschedule a thread.
248  *
249  * (non-blocking, self contained on a per cpu basis)
250  */
251 void
252 lwkt_deschedule_self(thread_t td)
253 {
254     crit_enter_quick(td);
255     _lwkt_dequeue(td);
256     crit_exit_quick(td);
257 }
258
259 /*
260  * LWKTs operate on a per-cpu basis
261  *
262  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
263  */
264 void
265 lwkt_gdinit(struct globaldata *gd)
266 {
267     int i;
268
269     for (i = 0; i < sizeof(gd->gd_tdrunq)/sizeof(gd->gd_tdrunq[0]); ++i)
270         TAILQ_INIT(&gd->gd_tdrunq[i]);
271     gd->gd_runqmask = 0;
272     TAILQ_INIT(&gd->gd_tdallq);
273 }
274
275 /*
276  * Create a new thread.  The thread must be associated with a process context
277  * or LWKT start address before it can be scheduled.  If the target cpu is
278  * -1 the thread will be created on the current cpu.
279  *
280  * If you intend to create a thread without a process context this function
281  * does everything except load the startup and switcher function.
282  */
283 thread_t
284 lwkt_alloc_thread(struct thread *td, int stksize, int cpu, int flags)
285 {
286     globaldata_t gd = mycpu;
287     void *stack;
288
289     /*
290      * If static thread storage is not supplied allocate a thread.  Reuse
291      * a cached free thread if possible.  gd_freetd is used to keep an exiting
292      * thread intact through the exit.
293      */
294     if (td == NULL) {
295         if ((td = gd->gd_freetd) != NULL)
296             gd->gd_freetd = NULL;
297         else
298             td = objcache_get(thread_cache, M_WAITOK);
299         KASSERT((td->td_flags &
300                  (TDF_ALLOCATED_THREAD|TDF_RUNNING)) == TDF_ALLOCATED_THREAD,
301                 ("lwkt_alloc_thread: corrupted td flags 0x%X", td->td_flags));
302         flags |= td->td_flags & (TDF_ALLOCATED_THREAD|TDF_ALLOCATED_STACK);
303     }
304
305     /*
306      * Try to reuse cached stack.
307      */
308     if ((stack = td->td_kstack) != NULL && td->td_kstack_size != stksize) {
309         if (flags & TDF_ALLOCATED_STACK) {
310             kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)stack, td->td_kstack_size);
311             stack = NULL;
312         }
313     }
314     if (stack == NULL) {
315         stack = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, stksize);
316         flags |= TDF_ALLOCATED_STACK;
317     }
318     if (cpu < 0)
319         lwkt_init_thread(td, stack, stksize, flags, gd);
320     else
321         lwkt_init_thread(td, stack, stksize, flags, globaldata_find(cpu));
322     return(td);
323 }
324
325 /*
326  * Initialize a preexisting thread structure.  This function is used by
327  * lwkt_alloc_thread() and also used to initialize the per-cpu idlethread.
328  *
329  * All threads start out in a critical section at a priority of
330  * TDPRI_KERN_DAEMON.  Higher level code will modify the priority as
331  * appropriate.  This function may send an IPI message when the 
332  * requested cpu is not the current cpu and consequently gd_tdallq may
333  * not be initialized synchronously from the point of view of the originating
334  * cpu.
335  *
336  * NOTE! we have to be careful in regards to creating threads for other cpus
337  * if SMP has not yet been activated.
338  */
339 #ifdef SMP
340
341 static void
342 lwkt_init_thread_remote(void *arg)
343 {
344     thread_t td = arg;
345
346     /*
347      * Protected by critical section held by IPI dispatch
348      */
349     TAILQ_INSERT_TAIL(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq);
350 }
351
352 #endif
353
354 void
355 lwkt_init_thread(thread_t td, void *stack, int stksize, int flags,
356                 struct globaldata *gd)
357 {
358     globaldata_t mygd = mycpu;
359
360     bzero(td, sizeof(struct thread));
361     td->td_kstack = stack;
362     td->td_kstack_size = stksize;
363     td->td_flags = flags;
364     td->td_gd = gd;
365     td->td_pri = TDPRI_KERN_DAEMON + TDPRI_CRIT;
366 #ifdef SMP
367     if ((flags & TDF_MPSAFE) == 0)
368         td->td_mpcount = 1;
369 #endif
370     if (lwkt_use_spin_port)
371         lwkt_initport_spin(&td->td_msgport);
372     else
373         lwkt_initport_thread(&td->td_msgport, td);
374     pmap_init_thread(td);
375 #ifdef SMP
376     /*
377      * Normally initializing a thread for a remote cpu requires sending an
378      * IPI.  However, the idlethread is setup before the other cpus are
379      * activated so we have to treat it as a special case.  XXX manipulation
380      * of gd_tdallq requires the BGL.
381      */
382     if (gd == mygd || td == &gd->gd_idlethread) {
383         crit_enter_gd(mygd);
384         TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
385         crit_exit_gd(mygd);
386     } else {
387         lwkt_send_ipiq(gd, lwkt_init_thread_remote, td);
388     }
389 #else
390     crit_enter_gd(mygd);
391     TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
392     crit_exit_gd(mygd);
393 #endif
394 }
395
396 void
397 lwkt_set_comm(thread_t td, const char *ctl, ...)
398 {
399     __va_list va;
400
401     __va_start(va, ctl);
402     kvsnprintf(td->td_comm, sizeof(td->td_comm), ctl, va);
403     __va_end(va);
404 }
405
406 void
407 lwkt_hold(thread_t td)
408 {
409     ++td->td_refs;
410 }
411
412 void
413 lwkt_rele(thread_t td)
414 {
415     KKASSERT(td->td_refs > 0);
416     --td->td_refs;
417 }
418
419 void
420 lwkt_wait_free(thread_t td)
421 {
422     while (td->td_refs)
423         tsleep(td, 0, "tdreap", hz);
424 }
425
426 void
427 lwkt_free_thread(thread_t td)
428 {
429     KASSERT((td->td_flags & TDF_RUNNING) == 0,
430         ("lwkt_free_thread: did not exit! %p", td));
431
432     if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD) {
433         objcache_put(thread_cache, td);
434     } else if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_STACK) {
435         /* client-allocated struct with internally allocated stack */
436         KASSERT(td->td_kstack && td->td_kstack_size > 0,
437             ("lwkt_free_thread: corrupted stack"));
438         kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)td->td_kstack, td->td_kstack_size);
439         td->td_kstack = NULL;
440         td->td_kstack_size = 0;
441     }
442 }
443
444
445 /*
446  * Switch to the next runnable lwkt.  If no LWKTs are runnable then 
447  * switch to the idlethread.  Switching must occur within a critical
448  * section to avoid races with the scheduling queue.
449  *
450  * We always have full control over our cpu's run queue.  Other cpus
451  * that wish to manipulate our queue must use the cpu_*msg() calls to
452  * talk to our cpu, so a critical section is all that is needed and
453  * the result is very, very fast thread switching.
454  *
455  * The LWKT scheduler uses a fixed priority model and round-robins at
456  * each priority level.  User process scheduling is a totally
457  * different beast and LWKT priorities should not be confused with
458  * user process priorities.
459  *
460  * The MP lock may be out of sync with the thread's td_mpcount.  lwkt_switch()
461  * cleans it up.  Note that the td_switch() function cannot do anything that
462  * requires the MP lock since the MP lock will have already been setup for
463  * the target thread (not the current thread).  It's nice to have a scheduler
464  * that does not need the MP lock to work because it allows us to do some
465  * really cool high-performance MP lock optimizations.
466  *
467  * PREEMPTION NOTE: Preemption occurs via lwkt_preempt().  lwkt_switch()
468  * is not called by the current thread in the preemption case, only when
469  * the preempting thread blocks (in order to return to the original thread).
470  */
471 void
472 lwkt_switch(void)
473 {
474     globaldata_t gd = mycpu;
475     thread_t td = gd->gd_curthread;
476     thread_t ntd;
477 #ifdef SMP
478     int mpheld;
479 #endif
480
481     /*
482      * Switching from within a 'fast' (non thread switched) interrupt or IPI
483      * is illegal.  However, we may have to do it anyway if we hit a fatal
484      * kernel trap or we have paniced.
485      *
486      * If this case occurs save and restore the interrupt nesting level.
487      */
488     if (gd->gd_intr_nesting_level) {
489         int savegdnest;
490         int savegdtrap;
491
492         if (gd->gd_trap_nesting_level == 0 && panicstr == NULL) {
493             panic("lwkt_switch: cannot switch from within "
494                   "a fast interrupt, yet, td %p\n", td);
495         } else {
496             savegdnest = gd->gd_intr_nesting_level;
497             savegdtrap = gd->gd_trap_nesting_level;
498             gd->gd_intr_nesting_level = 0;
499             gd->gd_trap_nesting_level = 0;
500             if ((td->td_flags & TDF_PANICWARN) == 0) {
501                 td->td_flags |= TDF_PANICWARN;
502                 kprintf("Warning: thread switch from interrupt or IPI, "
503                         "thread %p (%s)\n", td, td->td_comm);
504 #ifdef DDB
505                 db_print_backtrace();
506 #endif
507             }
508             lwkt_switch();
509             gd->gd_intr_nesting_level = savegdnest;
510             gd->gd_trap_nesting_level = savegdtrap;
511             return;
512         }
513     }
514
515     /*
516      * Passive release (used to transition from user to kernel mode
517      * when we block or switch rather then when we enter the kernel).
518      * This function is NOT called if we are switching into a preemption
519      * or returning from a preemption.  Typically this causes us to lose
520      * our current process designation (if we have one) and become a true
521      * LWKT thread, and may also hand the current process designation to
522      * another process and schedule thread.
523      */
524     if (td->td_release)
525             td->td_release(td);
526
527     crit_enter_gd(gd);
528     if (td->td_toks)
529             lwkt_relalltokens(td);
530
531     /*
532      * We had better not be holding any spin locks, but don't get into an
533      * endless panic loop.
534      */
535     KASSERT(gd->gd_spinlock_rd == NULL || panicstr != NULL, 
536             ("lwkt_switch: still holding a shared spinlock %p!", 
537              gd->gd_spinlock_rd));
538     KASSERT(gd->gd_spinlocks_wr == 0 || panicstr != NULL, 
539             ("lwkt_switch: still holding %d exclusive spinlocks!",
540              gd->gd_spinlocks_wr));
541
542
543 #ifdef SMP
544     /*
545      * td_mpcount cannot be used to determine if we currently hold the
546      * MP lock because get_mplock() will increment it prior to attempting
547      * to get the lock, and switch out if it can't.  Our ownership of 
548      * the actual lock will remain stable while we are in a critical section
549      * (but, of course, another cpu may own or release the lock so the
550      * actual value of mp_lock is not stable).
551      */
552     mpheld = MP_LOCK_HELD();
553 #ifdef  INVARIANTS
554     if (td->td_cscount) {
555         kprintf("Diagnostic: attempt to switch while mastering cpusync: %p\n",
556                 td);
557         if (panic_on_cscount)
558             panic("switching while mastering cpusync");
559     }
560 #endif
561 #endif
562     if ((ntd = td->td_preempted) != NULL) {
563         /*
564          * We had preempted another thread on this cpu, resume the preempted
565          * thread.  This occurs transparently, whether the preempted thread
566          * was scheduled or not (it may have been preempted after descheduling
567          * itself). 
568          *
569          * We have to setup the MP lock for the original thread after backing
570          * out the adjustment that was made to curthread when the original
571          * was preempted.
572          */
573         KKASSERT(ntd->td_flags & TDF_PREEMPT_LOCK);
574 #ifdef SMP
575         if (ntd->td_mpcount && mpheld == 0) {
576             panic("MPLOCK NOT HELD ON RETURN: %p %p %d %d",
577                td, ntd, td->td_mpcount, ntd->td_mpcount);
578         }
579         if (ntd->td_mpcount) {
580             td->td_mpcount -= ntd->td_mpcount;
581             KKASSERT(td->td_mpcount >= 0);
582         }
583 #endif
584         ntd->td_flags |= TDF_PREEMPT_DONE;
585
586         /*
587          * The interrupt may have woken a thread up, we need to properly
588          * set the reschedule flag if the originally interrupted thread is
589          * at a lower priority.
590          */
591         if (gd->gd_runqmask > (2 << (ntd->td_pri & TDPRI_MASK)) - 1)
592             need_lwkt_resched();
593         /* YYY release mp lock on switchback if original doesn't need it */
594     } else {
595         /*
596          * Priority queue / round-robin at each priority.  Note that user
597          * processes run at a fixed, low priority and the user process
598          * scheduler deals with interactions between user processes
599          * by scheduling and descheduling them from the LWKT queue as
600          * necessary.
601          *
602          * We have to adjust the MP lock for the target thread.  If we 
603          * need the MP lock and cannot obtain it we try to locate a
604          * thread that does not need the MP lock.  If we cannot, we spin
605          * instead of HLT.
606          *
607          * A similar issue exists for the tokens held by the target thread.
608          * If we cannot obtain ownership of the tokens we cannot immediately
609          * schedule the thread.
610          */
611
612         /*
613          * If an LWKT reschedule was requested, well that is what we are
614          * doing now so clear it.
615          */
616         clear_lwkt_resched();
617 again:
618         if (gd->gd_runqmask) {
619             int nq = bsrl(gd->gd_runqmask);
620             if ((ntd = TAILQ_FIRST(&gd->gd_tdrunq[nq])) == NULL) {
621                 gd->gd_runqmask &= ~(1 << nq);
622                 goto again;
623             }
624 #ifdef SMP
625             /*
626              * THREAD SELECTION FOR AN SMP MACHINE BUILD
627              *
628              * If the target needs the MP lock and we couldn't get it,
629              * or if the target is holding tokens and we could not 
630              * gain ownership of the tokens, continue looking for a
631              * thread to schedule and spin instead of HLT if we can't.
632              *
633              * NOTE: the mpheld variable invalid after this conditional, it
634              * can change due to both cpu_try_mplock() returning success
635              * AND interactions in lwkt_getalltokens() due to the fact that
636              * we are trying to check the mpcount of a thread other then
637              * the current thread.  Because of this, if the current thread
638              * is not holding td_mpcount, an IPI indirectly run via
639              * lwkt_getalltokens() can obtain and release the MP lock and
640              * cause the core MP lock to be released. 
641              */
642             if ((ntd->td_mpcount && mpheld == 0 && !cpu_try_mplock()) ||
643                 (ntd->td_toks && lwkt_getalltokens(ntd) == 0)
644             ) {
645                 u_int32_t rqmask = gd->gd_runqmask;
646
647                 mpheld = MP_LOCK_HELD();
648                 ntd = NULL;
649                 while (rqmask) {
650                     TAILQ_FOREACH(ntd, &gd->gd_tdrunq[nq], td_threadq) {
651                         if (ntd->td_mpcount && !mpheld && !cpu_try_mplock()) {
652                             /* spinning due to MP lock being held */
653 #ifdef  INVARIANTS
654                             ++mplock_contention_count;
655 #endif
656                             /* mplock still not held, 'mpheld' still valid */
657                             continue;
658                         }
659
660                         /*
661                          * mpheld state invalid after getalltokens call returns
662                          * failure, but the variable is only needed for
663                          * the loop.
664                          */
665                         if (ntd->td_toks && !lwkt_getalltokens(ntd)) {
666                             /* spinning due to token contention */
667 #ifdef  INVARIANTS
668                             ++token_contention_count;
669 #endif
670                             mpheld = MP_LOCK_HELD();
671                             continue;
672                         }
673                         break;
674                     }
675                     if (ntd)
676                         break;
677                     rqmask &= ~(1 << nq);
678                     nq = bsrl(rqmask);
679
680                     /*
681                      * We have two choices. We can either refuse to run a
682                      * user thread when a kernel thread needs the MP lock
683                      * but could not get it, or we can allow it to run but
684                      * then expect an IPI (hopefully) later on to force a
685                      * reschedule when the MP lock might become available.
686                      */
687                     if (nq < TDPRI_KERN_LPSCHED) {
688                         if (chain_mplock == 0)
689                                 break;
690                         atomic_set_int(&mp_lock_contention_mask,
691                                        gd->gd_cpumask);
692                         /* continue loop, allow user threads to be scheduled */
693                     }
694                 }
695                 if (ntd == NULL) {
696                     cpu_mplock_contested();
697                     ntd = &gd->gd_idlethread;
698                     ntd->td_flags |= TDF_IDLE_NOHLT;
699                     goto using_idle_thread;
700                 } else {
701                     ++gd->gd_cnt.v_swtch;
702                     TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
703                     TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
704                 }
705             } else {
706                 ++gd->gd_cnt.v_swtch;
707                 TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
708                 TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
709             }
710 #else
711             /*
712              * THREAD SELECTION FOR A UP MACHINE BUILD.  We don't have to
713              * worry about tokens or the BGL.  However, we still have
714              * to call lwkt_getalltokens() in order to properly detect
715              * stale tokens.  This call cannot fail for a UP build!
716              */
717             lwkt_getalltokens(ntd);
718             ++gd->gd_cnt.v_swtch;
719             TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
720             TAILQ_INSERT_TAIL(&gd->gd_tdrunq[nq], ntd, td_threadq);
721 #endif
722         } else {
723             /*
724              * We have nothing to run but only let the idle loop halt
725              * the cpu if there are no pending interrupts.
726              */
727             ntd = &gd->gd_idlethread;
728             if (gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_MASK)
729                 ntd->td_flags |= TDF_IDLE_NOHLT;
730 #ifdef SMP
731 using_idle_thread:
732             /*
733              * The idle thread should not be holding the MP lock unless we
734              * are trapping in the kernel or in a panic.  Since we select the
735              * idle thread unconditionally when no other thread is available,
736              * if the MP lock is desired during a panic or kernel trap, we
737              * have to loop in the scheduler until we get it.
738              */
739             if (ntd->td_mpcount) {
740                 mpheld = MP_LOCK_HELD();
741                 if (gd->gd_trap_nesting_level == 0 && panicstr == NULL) {
742                     panic("Idle thread %p was holding the BGL!", ntd);
743                 } else if (mpheld == 0) {
744                     cpu_mplock_contested();
745                     goto again;
746                 }
747             }
748 #endif
749         }
750     }
751     KASSERT(ntd->td_pri >= TDPRI_CRIT,
752         ("priority problem in lwkt_switch %d %d", td->td_pri, ntd->td_pri));
753
754     /*
755      * Do the actual switch.  If the new target does not need the MP lock
756      * and we are holding it, release the MP lock.  If the new target requires
757      * the MP lock we have already acquired it for the target.
758      */
759 #ifdef SMP
760     if (ntd->td_mpcount == 0 ) {
761         if (MP_LOCK_HELD())
762             cpu_rel_mplock();
763     } else {
764         ASSERT_MP_LOCK_HELD(ntd);
765     }
766 #endif
767     if (td != ntd) {
768         ++switch_count;
769         KKASSERT(jg_tos_ok(ntd));
770         td->td_switch(ntd);
771     }
772     /* NOTE: current cpu may have changed after switch */
773     crit_exit_quick(td);
774 }
775
776 /*
777  * Request that the target thread preempt the current thread.  Preemption
778  * only works under a specific set of conditions:
779  *
780  *      - We are not preempting ourselves
781  *      - The target thread is owned by the current cpu
782  *      - We are not currently being preempted
783  *      - The target is not currently being preempted
784  *      - We are not holding any spin locks
785  *      - The target thread is not holding any tokens
786  *      - We are able to satisfy the target's MP lock requirements (if any).
787  *
788  * THE CALLER OF LWKT_PREEMPT() MUST BE IN A CRITICAL SECTION.  Typically
789  * this is called via lwkt_schedule() through the td_preemptable callback.
790  * critpri is the managed critical priority that we should ignore in order
791  * to determine whether preemption is possible (aka usually just the crit
792  * priority of lwkt_schedule() itself).
793  *
794  * XXX at the moment we run the target thread in a critical section during
795  * the preemption in order to prevent the target from taking interrupts
796  * that *WE* can't.  Preemption is strictly limited to interrupt threads
797  * and interrupt-like threads, outside of a critical section, and the
798  * preempted source thread will be resumed the instant the target blocks
799  * whether or not the source is scheduled (i.e. preemption is supposed to
800  * be as transparent as possible).
801  *
802  * The target thread inherits our MP count (added to its own) for the
803  * duration of the preemption in order to preserve the atomicy of the
804  * MP lock during the preemption.  Therefore, any preempting targets must be
805  * careful in regards to MP assertions.  Note that the MP count may be
806  * out of sync with the physical mp_lock, but we do not have to preserve
807  * the original ownership of the lock if it was out of synch (that is, we
808  * can leave it synchronized on return).
809  */
810 void
811 lwkt_preempt(thread_t ntd, int critpri)
812 {
813     struct globaldata *gd = mycpu;
814     thread_t td;
815 #ifdef SMP
816     int mpheld;
817     int savecnt;
818 #endif
819
820     /*
821      * The caller has put us in a critical section.  We can only preempt
822      * if the caller of the caller was not in a critical section (basically
823      * a local interrupt), as determined by the 'critpri' parameter.  We
824      * also can't preempt if the caller is holding any spinlocks (even if
825      * he isn't in a critical section).  This also handles the tokens test.
826      *
827      * YYY The target thread must be in a critical section (else it must
828      * inherit our critical section?  I dunno yet).
829      *
830      * Set need_lwkt_resched() unconditionally for now YYY.
831      */
832     KASSERT(ntd->td_pri >= TDPRI_CRIT, ("BADCRIT0 %d", ntd->td_pri));
833
834     td = gd->gd_curthread;
835     if ((ntd->td_pri & TDPRI_MASK) <= (td->td_pri & TDPRI_MASK)) {
836         ++preempt_miss;
837         return;
838     }
839     if ((td->td_pri & ~TDPRI_MASK) > critpri) {
840         ++preempt_miss;
841         need_lwkt_resched();
842         return;
843     }
844 #ifdef SMP
845     if (ntd->td_gd != gd) {
846         ++preempt_miss;
847         need_lwkt_resched();
848         return;
849     }
850 #endif
851     /*
852      * Take the easy way out and do not preempt if we are holding
853      * any spinlocks.  We could test whether the thread(s) being
854      * preempted interlock against the target thread's tokens and whether
855      * we can get all the target thread's tokens, but this situation 
856      * should not occur very often so its easier to simply not preempt.
857      * Also, plain spinlocks are impossible to figure out at this point so 
858      * just don't preempt.
859      *
860      * Do not try to preempt if the target thread is holding any tokens.
861      * We could try to acquire the tokens but this case is so rare there
862      * is no need to support it.
863      */
864     if (gd->gd_spinlock_rd || gd->gd_spinlocks_wr) {
865         ++preempt_miss;
866         need_lwkt_resched();
867         return;
868     }
869     if (ntd->td_toks) {
870         ++preempt_miss;
871         need_lwkt_resched();
872         return;
873     }
874     if (td == ntd || ((td->td_flags | ntd->td_flags) & TDF_PREEMPT_LOCK)) {
875         ++preempt_weird;
876         need_lwkt_resched();
877         return;
878     }
879     if (ntd->td_preempted) {
880         ++preempt_hit;
881         need_lwkt_resched();
882         return;
883     }
884 #ifdef SMP
885     /*
886      * note: an interrupt might have occured just as we were transitioning
887      * to or from the MP lock.  In this case td_mpcount will be pre-disposed
888      * (non-zero) but not actually synchronized with the actual state of the
889      * lock.  We can use it to imply an MP lock requirement for the
890      * preemption but we cannot use it to test whether we hold the MP lock
891      * or not.
892      */
893     savecnt = td->td_mpcount;
894     mpheld = MP_LOCK_HELD();
895     ntd->td_mpcount += td->td_mpcount;
896     if (mpheld == 0 && ntd->td_mpcount && !cpu_try_mplock()) {
897         ntd->td_mpcount -= td->td_mpcount;
898         ++preempt_miss;
899         need_lwkt_resched();
900         return;
901     }
902 #endif
903
904     /*
905      * Since we are able to preempt the current thread, there is no need to
906      * call need_lwkt_resched().
907      */
908     ++preempt_hit;
909     ntd->td_preempted = td;
910     td->td_flags |= TDF_PREEMPT_LOCK;
911     td->td_switch(ntd);
912
913     KKASSERT(ntd->td_preempted && (td->td_flags & TDF_PREEMPT_DONE));
914 #ifdef SMP
915     KKASSERT(savecnt == td->td_mpcount);
916     mpheld = MP_LOCK_HELD();
917     if (mpheld && td->td_mpcount == 0)
918         cpu_rel_mplock();
919     else if (mpheld == 0 && td->td_mpcount)
920         panic("lwkt_preempt(): MP lock was not held through");
921 #endif
922     ntd->td_preempted = NULL;
923     td->td_flags &= ~(TDF_PREEMPT_LOCK|TDF_PREEMPT_DONE);
924 }
925
926 /*
927  * Yield our thread while higher priority threads are pending.  This is
928  * typically called when we leave a critical section but it can be safely
929  * called while we are in a critical section.
930  *
931  * This function will not generally yield to equal priority threads but it
932  * can occur as a side effect.  Note that lwkt_switch() is called from
933  * inside the critical section to prevent its own crit_exit() from reentering
934  * lwkt_yield_quick().
935  *
936  * gd_reqflags indicates that *something* changed, e.g. an interrupt or softint
937  * came along but was blocked and made pending.
938  *
939  * (self contained on a per cpu basis)
940  */
941 void
942 lwkt_yield_quick(void)
943 {
944     globaldata_t gd = mycpu;
945     thread_t td = gd->gd_curthread;
946
947     /*
948      * gd_reqflags is cleared in splz if the cpl is 0.  If we were to clear
949      * it with a non-zero cpl then we might not wind up calling splz after
950      * a task switch when the critical section is exited even though the
951      * new task could accept the interrupt.
952      *
953      * XXX from crit_exit() only called after last crit section is released.
954      * If called directly will run splz() even if in a critical section.
955      *
956      * td_nest_count prevent deep nesting via splz() or doreti().  Note that
957      * except for this special case, we MUST call splz() here to handle any
958      * pending ints, particularly after we switch, or we might accidently
959      * halt the cpu with interrupts pending.
960      */
961     if (gd->gd_reqflags && td->td_nest_count < 2)
962         splz();
963
964     /*
965      * YYY enabling will cause wakeup() to task-switch, which really
966      * confused the old 4.x code.  This is a good way to simulate
967      * preemption and MP without actually doing preemption or MP, because a
968      * lot of code assumes that wakeup() does not block.
969      */
970     if (untimely_switch && td->td_nest_count == 0 &&
971         gd->gd_intr_nesting_level == 0
972     ) {
973         crit_enter_quick(td);
974         /*
975          * YYY temporary hacks until we disassociate the userland scheduler
976          * from the LWKT scheduler.
977          */
978         if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
979             lwkt_switch();              /* will not reenter yield function */
980         } else {
981             lwkt_schedule_self(td);     /* make sure we are scheduled */
982             lwkt_switch();              /* will not reenter yield function */
983             lwkt_deschedule_self(td);   /* make sure we are descheduled */
984         }
985         crit_exit_noyield(td);
986     }
987 }
988
989 /*
990  * This implements a normal yield which, unlike _quick, will yield to equal
991  * priority threads as well.  Note that gd_reqflags tests will be handled by
992  * the crit_exit() call in lwkt_switch().
993  *
994  * (self contained on a per cpu basis)
995  */
996 void
997 lwkt_yield(void)
998 {
999     lwkt_schedule_self(curthread);
1000     lwkt_switch();
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Return 0 if no runnable threads are pending at the same or higher
1005  * priority as the passed thread.
1006  *
1007  * Return 1 if runnable threads are pending at the same priority.
1008  *
1009  * Return 2 if runnable threads are pending at a higher priority.
1010  */
1011 int
1012 lwkt_check_resched(thread_t td)
1013 {
1014         int pri = td->td_pri & TDPRI_MASK;
1015
1016         if (td->td_gd->gd_runqmask > (2 << pri) - 1)
1017                 return(2);
1018         if (TAILQ_NEXT(td, td_threadq))
1019                 return(1);
1020         return(0);
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Generic schedule.  Possibly schedule threads belonging to other cpus and
1025  * deal with threads that might be blocked on a wait queue.
1026  *
1027  * We have a little helper inline function which does additional work after
1028  * the thread has been enqueued, including dealing with preemption and
1029  * setting need_lwkt_resched() (which prevents the kernel from returning
1030  * to userland until it has processed higher priority threads).
1031  *
1032  * It is possible for this routine to be called after a failed _enqueue
1033  * (due to the target thread migrating, sleeping, or otherwise blocked).
1034  * We have to check that the thread is actually on the run queue!
1035  *
1036  * reschedok is an optimized constant propagated from lwkt_schedule() or
1037  * lwkt_schedule_noresched().  By default it is non-zero, causing a
1038  * reschedule to be requested if the target thread has a higher priority.
1039  * The port messaging code will set MSG_NORESCHED and cause reschedok to
1040  * be 0, prevented undesired reschedules.
1041  */
1042 static __inline
1043 void
1044 _lwkt_schedule_post(globaldata_t gd, thread_t ntd, int cpri, int reschedok)
1045 {
1046     thread_t otd;
1047
1048     if (ntd->td_flags & TDF_RUNQ) {
1049         if (ntd->td_preemptable && reschedok) {
1050             ntd->td_preemptable(ntd, cpri);     /* YYY +token */
1051         } else if (reschedok) {
1052             otd = curthread;
1053             if ((ntd->td_pri & TDPRI_MASK) > (otd->td_pri & TDPRI_MASK))
1054                 need_lwkt_resched();
1055         }
1056     }
1057 }
1058
1059 static __inline
1060 void
1061 _lwkt_schedule(thread_t td, int reschedok)
1062 {
1063     globaldata_t mygd = mycpu;
1064
1065     KASSERT(td != &td->td_gd->gd_idlethread, ("lwkt_schedule(): scheduling gd_idlethread is illegal!"));
1066     crit_enter_gd(mygd);
1067     KKASSERT(td->td_lwp == NULL || (td->td_lwp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
1068     if (td == mygd->gd_curthread) {
1069         _lwkt_enqueue(td);
1070     } else {
1071         /*
1072          * If we own the thread, there is no race (since we are in a
1073          * critical section).  If we do not own the thread there might
1074          * be a race but the target cpu will deal with it.
1075          */
1076 #ifdef SMP
1077         if (td->td_gd == mygd) {
1078             _lwkt_enqueue(td);
1079             _lwkt_schedule_post(mygd, td, TDPRI_CRIT, reschedok);
1080         } else {
1081             lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)lwkt_schedule, td);
1082         }
1083 #else
1084         _lwkt_enqueue(td);
1085         _lwkt_schedule_post(mygd, td, TDPRI_CRIT, reschedok);
1086 #endif
1087     }
1088     crit_exit_gd(mygd);
1089 }
1090
1091 void
1092 lwkt_schedule(thread_t td)
1093 {
1094     _lwkt_schedule(td, 1);
1095 }
1096
1097 void
1098 lwkt_schedule_noresched(thread_t td)
1099 {
1100     _lwkt_schedule(td, 0);
1101 }
1102
1103 #ifdef SMP
1104
1105 /*
1106  * Thread migration using a 'Pull' method.  The thread may or may not be
1107  * the current thread.  It MUST be descheduled and in a stable state.
1108  * lwkt_giveaway() must be called on the cpu owning the thread.
1109  *
1110  * At any point after lwkt_giveaway() is called, the target cpu may
1111  * 'pull' the thread by calling lwkt_acquire().
1112  *
1113  * MPSAFE - must be called under very specific conditions.
1114  */
1115 void
1116 lwkt_giveaway(thread_t td)
1117 {
1118         globaldata_t gd = mycpu;
1119
1120         crit_enter_gd(gd);
1121         KKASSERT(td->td_gd == gd);
1122         TAILQ_REMOVE(&gd->gd_tdallq, td, td_allq);
1123         td->td_flags |= TDF_MIGRATING;
1124         crit_exit_gd(gd);
1125 }
1126
1127 void
1128 lwkt_acquire(thread_t td)
1129 {
1130     globaldata_t gd;
1131     globaldata_t mygd;
1132
1133     KKASSERT(td->td_flags & TDF_MIGRATING);
1134     gd = td->td_gd;
1135     mygd = mycpu;
1136     if (gd != mycpu) {
1137         cpu_lfence();
1138         KKASSERT((td->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
1139         crit_enter_gd(mygd);
1140         while (td->td_flags & (TDF_RUNNING|TDF_PREEMPT_LOCK)) {
1141 #ifdef SMP
1142             lwkt_process_ipiq();
1143 #endif
1144             cpu_lfence();
1145         }
1146         td->td_gd = mygd;
1147         TAILQ_INSERT_TAIL(&mygd->gd_tdallq, td, td_allq);
1148         td->td_flags &= ~TDF_MIGRATING;
1149         crit_exit_gd(mygd);
1150     } else {
1151         crit_enter_gd(mygd);
1152         TAILQ_INSERT_TAIL(&mygd->gd_tdallq, td, td_allq);
1153         td->td_flags &= ~TDF_MIGRATING;
1154         crit_exit_gd(mygd);
1155     }
1156 }
1157
1158 #endif
1159
1160 /*
1161  * Generic deschedule.  Descheduling threads other then your own should be
1162  * done only in carefully controlled circumstances.  Descheduling is 
1163  * asynchronous.  
1164  *
1165  * This function may block if the cpu has run out of messages.
1166  */
1167 void
1168 lwkt_deschedule(thread_t td)
1169 {
1170     crit_enter();
1171 #ifdef SMP
1172     if (td == curthread) {
1173         _lwkt_dequeue(td);
1174     } else {
1175         if (td->td_gd == mycpu) {
1176             _lwkt_dequeue(td);
1177         } else {
1178             lwkt_send_ipiq(td->td_gd, (ipifunc1_t)lwkt_deschedule, td);
1179         }
1180     }
1181 #else
1182     _lwkt_dequeue(td);
1183 #endif
1184     crit_exit();
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Set the target thread's priority.  This routine does not automatically
1189  * switch to a higher priority thread, LWKT threads are not designed for
1190  * continuous priority changes.  Yield if you want to switch.
1191  *
1192  * We have to retain the critical section count which uses the high bits
1193  * of the td_pri field.  The specified priority may also indicate zero or
1194  * more critical sections by adding TDPRI_CRIT*N.
1195  *
1196  * Note that we requeue the thread whether it winds up on a different runq
1197  * or not.  uio_yield() depends on this and the routine is not normally
1198  * called with the same priority otherwise.
1199  */
1200 void
1201 lwkt_setpri(thread_t td, int pri)
1202 {
1203     KKASSERT(pri >= 0);
1204     KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
1205     crit_enter();
1206     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
1207         _lwkt_dequeue(td);
1208         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1209         _lwkt_enqueue(td);
1210     } else {
1211         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1212     }
1213     crit_exit();
1214 }
1215
1216 void
1217 lwkt_setpri_self(int pri)
1218 {
1219     thread_t td = curthread;
1220
1221     KKASSERT(pri >= 0 && pri <= TDPRI_MAX);
1222     crit_enter();
1223     if (td->td_flags & TDF_RUNQ) {
1224         _lwkt_dequeue(td);
1225         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1226         _lwkt_enqueue(td);
1227     } else {
1228         td->td_pri = (td->td_pri & ~TDPRI_MASK) + pri;
1229     }
1230     crit_exit();
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Migrate the current thread to the specified cpu. 
1235  *
1236  * This is accomplished by descheduling ourselves from the current cpu,
1237  * moving our thread to the tdallq of the target cpu, IPI messaging the
1238  * target cpu, and switching out.  TDF_MIGRATING prevents scheduling
1239  * races while the thread is being migrated.
1240  */
1241 #ifdef SMP
1242 static void lwkt_setcpu_remote(void *arg);
1243 #endif
1244
1245 void
1246 lwkt_setcpu_self(globaldata_t rgd)
1247 {
1248 #ifdef SMP
1249     thread_t td = curthread;
1250
1251     if (td->td_gd != rgd) {
1252         crit_enter_quick(td);
1253         td->td_flags |= TDF_MIGRATING;
1254         lwkt_deschedule_self(td);
1255         TAILQ_REMOVE(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq);
1256         lwkt_send_ipiq(rgd, (ipifunc1_t)lwkt_setcpu_remote, td);
1257         lwkt_switch();
1258         /* we are now on the target cpu */
1259         TAILQ_INSERT_TAIL(&rgd->gd_tdallq, td, td_allq);
1260         crit_exit_quick(td);
1261     }
1262 #endif
1263 }
1264
1265 void
1266 lwkt_migratecpu(int cpuid)
1267 {
1268 #ifdef SMP
1269         globaldata_t rgd;
1270
1271         rgd = globaldata_find(cpuid);
1272         lwkt_setcpu_self(rgd);
1273 #endif
1274 }
1275
1276 /*
1277  * Remote IPI for cpu migration (called while in a critical section so we
1278  * do not have to enter another one).  The thread has already been moved to
1279  * our cpu's allq, but we must wait for the thread to be completely switched
1280  * out on the originating cpu before we schedule it on ours or the stack
1281  * state may be corrupt.  We clear TDF_MIGRATING after flushing the GD
1282  * change to main memory.
1283  *
1284  * XXX The use of TDF_MIGRATING might not be sufficient to avoid races
1285  * against wakeups.  It is best if this interface is used only when there
1286  * are no pending events that might try to schedule the thread.
1287  */
1288 #ifdef SMP
1289 static void
1290 lwkt_setcpu_remote(void *arg)
1291 {
1292     thread_t td = arg;
1293     globaldata_t gd = mycpu;
1294
1295     while (td->td_flags & (TDF_RUNNING|TDF_PREEMPT_LOCK)) {
1296 #ifdef SMP
1297         lwkt_process_ipiq();
1298 #endif
1299         cpu_lfence();
1300     }
1301     td->td_gd = gd;
1302     cpu_sfence();
1303     td->td_flags &= ~TDF_MIGRATING;
1304     KKASSERT(td->td_lwp == NULL || (td->td_lwp->lwp_flag & LWP_ONRUNQ) == 0);
1305     _lwkt_enqueue(td);
1306 }
1307 #endif
1308
1309 struct lwp *
1310 lwkt_preempted_proc(void)
1311 {
1312     thread_t td = curthread;
1313     while (td->td_preempted)
1314         td = td->td_preempted;
1315     return(td->td_lwp);
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Create a kernel process/thread/whatever.  It shares it's address space
1320  * with proc0 - ie: kernel only.
1321  *
1322  * NOTE!  By default new threads are created with the MP lock held.  A 
1323  * thread which does not require the MP lock should release it by calling
1324  * rel_mplock() at the start of the new thread.
1325  */
1326 int
1327 lwkt_create(void (*func)(void *), void *arg,
1328     struct thread **tdp, thread_t template, int tdflags, int cpu,
1329     const char *fmt, ...)
1330 {
1331     thread_t td;
1332     __va_list ap;
1333
1334     td = lwkt_alloc_thread(template, LWKT_THREAD_STACK, cpu,
1335                            tdflags);
1336     if (tdp)
1337         *tdp = td;
1338     cpu_set_thread_handler(td, lwkt_exit, func, arg);
1339
1340     /*
1341      * Set up arg0 for 'ps' etc
1342      */
1343     __va_start(ap, fmt);
1344     kvsnprintf(td->td_comm, sizeof(td->td_comm), fmt, ap);
1345     __va_end(ap);
1346
1347     /*
1348      * Schedule the thread to run
1349      */
1350     if ((td->td_flags & TDF_STOPREQ) == 0)
1351         lwkt_schedule(td);
1352     else
1353         td->td_flags &= ~TDF_STOPREQ;
1354     return 0;
1355 }
1356
1357 /*
1358  * Destroy an LWKT thread.   Warning!  This function is not called when
1359  * a process exits, cpu_proc_exit() directly calls cpu_thread_exit() and
1360  * uses a different reaping mechanism.
1361  */
1362 void
1363 lwkt_exit(void)
1364 {
1365     thread_t td = curthread;
1366     thread_t std;
1367     globaldata_t gd;
1368
1369     if (td->td_flags & TDF_VERBOSE)
1370         kprintf("kthread %p %s has exited\n", td, td->td_comm);
1371     caps_exit(td);
1372
1373     /*
1374      * Get us into a critical section to interlock gd_freetd and loop
1375      * until we can get it freed.
1376      *
1377      * We have to cache the current td in gd_freetd because objcache_put()ing
1378      * it would rip it out from under us while our thread is still active.
1379      */
1380     gd = mycpu;
1381     crit_enter_quick(td);
1382     while ((std = gd->gd_freetd) != NULL) {
1383         gd->gd_freetd = NULL;
1384         objcache_put(thread_cache, std);
1385     }
1386     lwkt_deschedule_self(td);
1387     lwkt_remove_tdallq(td);
1388     if (td->td_flags & TDF_ALLOCATED_THREAD)
1389         gd->gd_freetd = td;
1390     cpu_thread_exit();
1391 }
1392
1393 void
1394 lwkt_remove_tdallq(thread_t td)
1395 {
1396     KKASSERT(td->td_gd == mycpu);
1397     TAILQ_REMOVE(&td->td_gd->gd_tdallq, td, td_allq);
1398 }
1399
1400 void
1401 crit_panic(void)
1402 {
1403     thread_t td = curthread;
1404     int lpri = td->td_pri;
1405
1406     td->td_pri = 0;
1407     panic("td_pri is/would-go negative! %p %d", td, lpri);
1408 }
1409
1410 #ifdef SMP
1411
1412 /*
1413  * Called from debugger/panic on cpus which have been stopped.  We must still
1414  * process the IPIQ while stopped, even if we were stopped while in a critical
1415  * section (XXX).
1416  *
1417  * If we are dumping also try to process any pending interrupts.  This may
1418  * or may not work depending on the state of the cpu at the point it was
1419  * stopped.
1420  */
1421 void
1422 lwkt_smp_stopped(void)
1423 {
1424     globaldata_t gd = mycpu;
1425
1426     crit_enter_gd(gd);
1427     if (dumping) {
1428         lwkt_process_ipiq();
1429         splz();
1430     } else {
1431         lwkt_process_ipiq();
1432     }
1433     crit_exit_gd(gd);
1434 }
1435
1436 /*
1437  * get_mplock() calls this routine if it is unable to obtain the MP lock.
1438  * get_mplock() has already incremented td_mpcount.  We must block and
1439  * not return until giant is held.
1440  *
1441  * All we have to do is lwkt_switch() away.  The LWKT scheduler will not
1442  * reschedule the thread until it can obtain the giant lock for it.
1443  */
1444 void
1445 lwkt_mp_lock_contested(void)
1446 {
1447     loggiant(beg);
1448     lwkt_switch();
1449     loggiant(end);
1450 }
1451
1452 /*
1453  * The rel_mplock() code will call this function after releasing the
1454  * last reference on the MP lock if mp_lock_contention_mask is non-zero.
1455  *
1456  * We then chain an IPI to a single other cpu potentially needing the
1457  * lock.  This is a bit heuristical and we can wind up with IPIs flying
1458  * all over the place.
1459  */
1460 static void lwkt_mp_lock_uncontested_remote(void *arg __unused);
1461
1462 void
1463 lwkt_mp_lock_uncontested(void)
1464 {
1465     globaldata_t gd;
1466     globaldata_t dgd;
1467     cpumask_t mask;
1468     cpumask_t tmpmask;
1469     int cpuid;
1470
1471     if (chain_mplock) {
1472         gd = mycpu;
1473         atomic_clear_int(&mp_lock_contention_mask, gd->gd_cpumask);
1474         mask = mp_lock_contention_mask;
1475         tmpmask = ~((1 << gd->gd_cpuid) - 1);
1476
1477         if (mask) {
1478             if (mask & tmpmask)
1479                     cpuid = bsfl(mask & tmpmask);
1480             else
1481                     cpuid = bsfl(mask);
1482             atomic_clear_int(&mp_lock_contention_mask, 1 << cpuid);
1483             dgd = globaldata_find(cpuid);
1484             lwkt_send_ipiq(dgd, lwkt_mp_lock_uncontested_remote, NULL);
1485         }
1486     }
1487 }
1488
1489 /*
1490  * The idea is for this IPI to interrupt a potentially lower priority
1491  * thread, such as a user thread, to allow the scheduler to reschedule
1492  * a higher priority kernel thread that needs the MP lock.
1493  *
1494  * For now we set the LWKT reschedule flag which generates an AST in
1495  * doreti, though theoretically it is also possible to possibly preempt
1496  * here if the underlying thread was operating in user mode.  Nah.
1497  */
1498 static void
1499 lwkt_mp_lock_uncontested_remote(void *arg __unused)
1500 {
1501         need_lwkt_resched();
1502 }
1503
1504 #endif